JP6891682B2 - Electrical steel sheet and its manufacturing method, rotor motor core and its manufacturing method, stator motor core and its manufacturing method, and motor core manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、電動機、発電機、変圧器の磁心等の用途に好適であり、これらの磁心の小型化や高効率化に貢献できる磁束密度を高めた電磁鋼板およびその製造方法、並びに、当該電磁鋼板を用いたモータコア及びその製造方法に関する。 The present invention is suitable for applications such as magnetic cores of motors, generators, and transformers, and an electromagnetic steel sheet having an increased magnetic flux density that can contribute to miniaturization and high efficiency of these magnetic cores, a method for manufacturing the same, and the electromagnetic steel. The present invention relates to a motor core using a steel plate and a method for manufacturing the same.

地球温暖化対策等のため、モータや発電機は高効率が求められている。そのため、モータや発電機等の磁心に使用される電磁鋼板には高磁束密度化と低鉄損化が求められており、特に高周波領域での低鉄損化が強く求められている。
また、近年、モータの駆動システムの発達により、駆動電源の周波数制御が可能となり、可変速運転や商用周波数以上での高速回転を行うモータが増加している。このような高速回転を行うモータでは、ロータのような回転体に作用する遠心力は回転半径に比例し、回転速度の2乗に比例して大きくなるため、特に中・大型の高速モータのロータ材としては高強度材が必要となる。また、ロータは頻繁に回転、停止を繰り返すことを前提としているため、ロータ用素材は疲労強度に優れることが求められている。高強度材はこの点でも有利となっている。
Motors and generators are required to have high efficiency as a measure against global warming. Therefore, electrical steel sheets used for magnetic cores of motors, generators, etc. are required to have high magnetic flux density and low iron loss, and particularly, low iron loss in a high frequency region is strongly required.
Further, in recent years, with the development of motor drive systems, it has become possible to control the frequency of a drive power source, and the number of motors that perform variable speed operation or high-speed rotation at a commercial frequency or higher is increasing. In such a motor that rotates at high speed, the centrifugal force acting on a rotating body such as a rotor increases in proportion to the radius of gyration and the square of the rotation speed. A high-strength material is required as the material. Further, since the rotor is premised on repeating rotation and stopping frequently, the material for the rotor is required to have excellent fatigue strength. High-strength materials are also advantageous in this respect.

電磁鋼板は、通常、Siを含有するものであり、種々の目的から、更に、MnやAl等を添加することが知られている。
特許文献1には、低鉄損で高硬度の無方向性電磁鋼板として、Siと、Mnと、Alとをそれぞれ特定量含有する、特定の無方向性電磁鋼板が開示されている。特許文献1によれば、Si、Alの含有量比や、熱延板焼鈍版の延性を制御することによって、高周波鉄損の低減と鋼板の生産性を両立させた無方向性電磁鋼板が得られるとされている。
The electromagnetic steel sheet usually contains Si, and it is known that Mn, Al, and the like are further added for various purposes.
Patent Document 1 discloses a specific non-oriented electrical steel sheet containing Si, Mn, and Al in specific quantities as non-oriented electrical steel sheets having low iron loss and high hardness. According to Patent Document 1, by controlling the content ratio of Si and Al and the ductility of the hot-rolled sheet annealed plate, a non-oriented electrical steel sheet that achieves both reduction of high-frequency iron loss and steel sheet productivity can be obtained. It is said that it will be done.

また、特許文献2には、高磁束密度でかつ高周波域での鉄損特性に優れた無方向性電磁鋼板として、Siと、Mnと、AlとPをそれぞれ特定量含有する、特定の無方向性電磁鋼板が開示されている。特許文献2によれば、結晶粒界上に存在するリンの量を高くすることが、磁束密度の低下を抑制、及び、鉄損低減に有効であるとされている。 Further, Patent Document 2 describes a specific non-oriented electrical steel sheet containing Si, Mn, Al and P in specific amounts as non-oriented electrical steel sheets having a high magnetic flux density and excellent iron loss characteristics in a high frequency region. Electrical steel sheets are disclosed. According to Patent Document 2, increasing the amount of phosphorus present on the grain boundaries is effective in suppressing a decrease in magnetic flux density and reducing iron loss.

また従来より電磁鋼板は、追加熱処理して使用されることがある。代表的なものとして「歪取り焼鈍」が知られている。これは、鋼板を電機部品として加工する際の打ち抜き等により鋼板に不可避的に導入される歪が特に鉄損を悪化させるため、最終的に不要な歪を除去するための熱処理であり、鋼板から切り出されたブランクまたは積層したコアに対して施される。しかし、歪取り焼鈍においては、歪を解放して鉄損を改善する効果は明白ではあるものの、同時に磁気特性にとって好ましくない結晶方位が発達し磁束密度が低下してしまうことがあるため、特に高い磁気特性が求められる場合には、歪取り焼鈍での磁束密度低下の回避が求められている。
この問題を直接解決するものではないが、歪取り焼鈍に類似するプロセスとしては、仕上焼鈍後の鋼板を意図的に再冷延し、冷間圧延ままの状態で出荷し、冷延ままの鋼板を加工して鉄心を形成した後、鋼板ユーザーで焼鈍を行い、必要な磁気特性を得る、いわゆる「セミプロセス材」が開発されており、例えば特許文献3、4に開示されている。
Further, conventionally, electrical steel sheets may be used after additional heat treatment. "Strain removal annealing" is known as a typical example. This is a heat treatment for finally removing unnecessary strain because the strain unavoidably introduced into the steel plate due to punching or the like when processing the steel plate as an electric part worsens the iron loss. It is applied to cut out blanks or laminated cores. However, in strain relief annealing, although the effect of releasing strain and improving iron loss is clear, it is particularly high because the crystal orientation unfavorable for magnetic characteristics may develop and the magnetic flux density may decrease. When magnetic characteristics are required, it is required to avoid a decrease in magnetic flux density due to strain relief annealing.
Although this problem is not directly solved, as a process similar to strain relief annealing, the steel sheet after finish annealing is intentionally re-cooled and shipped in the cold-rolled state, and the cold-rolled steel sheet is shipped. A so-called "semi-processed material" has been developed in which a steel sheet user performs annealing to obtain the required magnetic properties after forming an iron core by processing the material, and is disclosed in, for example, Patent Documents 3 and 4.

特開2007−247047号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-2407047 特開2015−40309号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-40309 特開平3−223424号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-223424 国際公開第2014/129034号International Publication No. 2014/129034

上記の歪取り焼鈍による特性低下が大きな問題となることが想定される。例えば、モータのロータ用とステータ用のブランクを同じ鋼板から切り出して使用する場合である。これはステータ用として切り出すブランクは中央部の大きな部分は空間となっているため、この部分の材料をロータ用ブランクとして使用すれば、材料歩留まりとしては非常に有利となり、このような状況が一般的であるとも言える。この際、ロータ用として切り出した素材については強度が必要であるが、ステータ用に切り出した材料については、強度は必要ではなく、通常の再結晶材と同じく高磁束密度と低鉄損が必要とされる。このため、ステータ用に切り出されたブランクについてはステータコアに成形した後、追加熱処理を施し十分に再結晶させる。この際、析出物や組織微細化を利用した高強度材は、追加熱処理における組織変化、すなわち材質変化が大きいが、単に強度が低下するだけでなく、磁気特性、特に高周波特性については、通常の再結晶材よりも劣ったものにしかなり得なかった。 It is assumed that the deterioration of characteristics due to the above-mentioned strain removing annealing becomes a big problem. For example, there is a case where blanks for a rotor and a stator of a motor are cut out from the same steel plate and used. This is because the blank cut out for the stator has a large part in the center as a space, so if the material of this part is used as the blank for the rotor, it is very advantageous in terms of material yield, and such a situation is common. It can be said that. At this time, strength is required for the material cut out for the rotor, but strength is not required for the material cut out for the stator, and high magnetic flux density and low iron loss are required as with ordinary recrystallized materials. Will be done. Therefore, the blank cut out for the stator is molded into the stator core and then subjected to additional heat treatment to be sufficiently recrystallized. At this time, the high-strength material utilizing the precipitates and the microstructure refinement has a large structural change, that is, a material change in the additional heat treatment, but not only the strength is lowered, but also the magnetic characteristics, particularly the high-frequency characteristics, are normal. It was inferior to the recrystallized material and could only be obtained.

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、疲労強度に優れ、低鉄損で、歪取り焼鈍時における磁束密度の低下が抑制された電磁鋼板及びその製造方法、当該電磁鋼板を用いた低鉄損で、高磁束密度のモータコア及びその製造方法を提供する。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and uses an electromagnetic steel sheet having excellent fatigue strength, low iron loss, and suppressed decrease in magnetic flux density during strain removing annealing, a method for producing the same, and the electrical steel sheet. Provided are a motor core having a low iron loss and a high magnetic flux density and a method for manufacturing the same.

本発明者らは、鋭意検討の結果、Mnを比較的多量に含有する電磁鋼板では、回復から粒成長初期といった再結晶組織形成の初期段階は加熱速度を高くしてこれらを進行させた後、再結晶〜粒成長後期といった再結晶組織形成の後期段階では加熱速度を低くして徐加熱でこれらを進行させた場合に、後段の熱処理による磁束密度の低減が抑制されることを見出し、さらに疲労強度も良好となることを確認し、本発明を完成させるに至った。 As a result of diligent studies, the present inventors have found that in an electromagnetic steel sheet containing a relatively large amount of Mn, in the initial stage of recrystallization structure formation from recovery to the initial stage of grain growth, the heating rate is increased to advance the process. In the later stages of recrystallization structure formation such as recrystallization to late grain growth, it was found that when these were advanced by slow heating at a low heating rate, the reduction in magnetic flux density due to the subsequent heat treatment was suppressed, and further fatigue was found. It was confirmed that the strength was also good, and the present invention was completed.

即ち、本発明に係る電磁鋼板は、Siを2.0質量%以上4.5質量%以下、Mnを2.5質量%以上5.0質量%以下、更に、Ca、Mg、Ce、Ti、Ba、及びBeより選択される1種以上の元素を合計で0.0001質量%以上0.10質量%以下Alが0.03質量%未満、Cが0.002質量%未満、Sが0.002質量%未満、残部Fe及び不可避不純物からなる鋼板であって、
平均結晶粒径が、60μm以上80μm以下であり、
当該鋼板が、Si及びMnを含有する酸化物を有し、当該酸化物の平均径が112nm以上であり、鋼板内に含まれる当該酸化物の数密度が、0.3×10 〜6.6×10 個/mm であることを特徴とする。
That is, in the electromagnetic steel plate according to the present invention, Si is 2.0% by mass or more and 4.5% by mass or less, Mn is 2.5% by mass or more and 5.0 % by mass or less, and Ca, Mg, Ce, Ti, A total of one or more elements selected from Ba and Be is 0.0001% by mass or more and 0.10 % by mass or less , Al is less than 0.03% by mass, C is less than 0.002% by mass, and S is 0. A steel plate consisting of less than .002% by mass , the balance Fe and unavoidable impurities.
The average crystal grain size is 60 μm or more and 80 μm or less .
The steel sheet has an oxide containing Si and Mn, the average diameter of the oxide is 112 nm or more, and the number density of the oxide contained in the steel sheet is 0.3 × 10 4 to 6.6 ×. characterized in that it is a 10 5 / mm 2.

本発明において、前記酸化物の平均組成が、Siを15質量%以上70質量%以下、Mnを20質量%以上60質量%以下含有することが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the average composition of the oxide contains Si in an amount of 15% by mass or more and 70% by mass or less and Mn in an amount of 20% by mass or more and 60% by mass or less.

本発明の鋼板において、前記酸化物の平均径が250nm以上であることが好ましい。 In the steel sheet of the present invention, the average diameter of the oxide is preferably 250 nm or more.

本発明の鋼板において、前記鋼板内に含まれる前記酸化物の数密度が、2.0×10〜1.2×10個/mmであることが好ましい。 In the steel sheet of the present invention, the number density of the oxide contained in the steel sheet is preferably 2.0 × 10 4 to 1.2 × 10 5 pieces / mm 2 .

本発明の鋼板において、加熱速度100℃/h以下、最高到達温度750℃〜850℃、750℃以上での保持時間が0.5時間以上100時間以下の条件で熱処理を実施する前の磁束密度をBA、実施した後の磁束密度をBBとしたときに、BB/BA≧0.98であることが好ましい。 In the steel sheet of the present invention, the magnetic flux density before performing the heat treatment under the conditions of a heating rate of 100 ° C./h or less, a maximum reaching temperature of 750 ° C. to 850 ° C., and a holding time of 750 ° C. or more for 0.5 hours or more and 100 hours or less. BB / BA ≧ 0.98, where BB and the magnetic flux density after the implementation are BB.

本発明において、前記鋼板がα−γ変態系であり、前記鋼板の板厚1/2厚位置における{100}<011>方位の対ランダム強度比が50以上であるが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the steel sheet is an α-γ transformation system and the ratio of {100} <011> orientation to random strength at the position of 1/2 thickness of the steel sheet is 50 or more.

本発明の電磁鋼板の製造方法は、Siを2.0質量%以上4.5質量%以下、Mnを2.5質量%以上5.0質量%以下、更に、Ca、Mg、Ce、Ti、Ba、及びBeより選択される1種以上の元素を合計で0.0001質量%以上0.10質量%以下Alが0.03質量%未満、Cが0.002質量%未満、Sが0.002質量%未満、残部Fe及び不可避不純物からなるインゴットを熱延板とする熱間圧延工程と、前記熱延板を酸洗する工程と、前記熱延板を冷延板とする冷間圧延工程と、前記冷延板の仕上焼鈍工程とを有し、
前記仕上焼鈍工程の加熱条件が、400℃から750℃までの平均加熱速度5℃/s以上、最高到達温度750℃以上1000℃未満、750℃以上での保持時間が45秒以上150秒以下であることを特徴とする。
In the method for producing an electromagnetic steel sheet of the present invention, Si is 2.0% by mass or more and 4.5% by mass or less, Mn is 2.5% by mass or more and 5.0 % by mass or less, and Ca, Mg, Ce, Ti, A total of one or more elements selected from Ba and Be is 0.0001% by mass or more and 0.10 % by mass or less , Al is less than 0.03% by mass, C is less than 0.002% by mass, and S is 0. A hot rolling step using an ingot consisting of less than .002% by mass , the balance Fe and unavoidable impurities as a hot-rolled plate, a step of pickling the hot-rolled plate, and a cold rolling using the hot-rolled plate as a cold-rolled plate. It has a step and a finish annealing step of the cold-rolled plate.
The heating conditions of the finish annealing step are an average heating rate of 5 ° C./s or more from 400 ° C. to 750 ° C., a maximum reaching temperature of 750 ° C. or more and less than 1000 ° C., and a holding time of 45 seconds or more and 150 seconds or less at 750 ° C. or more. It is characterized by being.

本発明のα−γ変態系である電磁鋼板の製造方法は、 α−γ変態系であり、Siを2.0質量%以上4.5質量%以下、Mnを2.5質量%以上5.0質量%以下、更に、Ca、Mg、Ce、Ti、Ba、及びBeより選択される1種以上の元素を合計で0.0001質量%以上0.10質量%以下Alが0.03質量%未満、Cが0.002質量%未満、Sが0.002質量%未満、残部Fe及び不可避不純物からなるインゴットを熱延板とする熱間圧延工程と、前記熱延板を酸洗する工程と、前記熱延板を冷延板とする冷間圧延工程と、前記冷延板の仕上焼鈍工程とを有し、
前記仕上焼鈍工程の加熱条件が、400℃から750℃までの平均加熱速度5℃/s以上、最高到達温度750℃以上1000℃未満、且つ、前記インゴットをα相単相から加熱する際の熱膨張挙動において直線的な膨張挙動から傾きが小さくなる方向に外れる変曲点と定義される温度T1以下、750℃以上での保持時間が20秒以上150秒以下であることを特徴とする。
The method for producing an electromagnetic steel sheet which is an α-γ transformation system of the present invention is an α-γ transformation system, in which Si is 2.0% by mass or more and 4.5% by mass or less and Mn is 2.5% by mass or more. 0 % by mass or less, and one or more elements selected from Ca, Mg, Ce, Ti, Ba, and Be in total of 0.0001% by mass or more and 0.10 % by mass or less , and Al is 0.03% by mass. %, C is less than 0.002% by mass, S is less than 0.002% by mass , a hot rolling step of using an ingot composed of the balance Fe and unavoidable impurities as a hot-rolled plate, and a step of pickling the hot-rolled plate. A cold rolling step of using the hot rolled plate as a cold rolled plate and a finishing annealing step of the cold rolled plate are provided.
The heating conditions of the finish annealing step are an average heating rate of 5 ° C./s or more from 400 ° C. to 750 ° C., a maximum ultimate temperature of 750 ° C. or more and less than 1000 ° C., and heat when the ingot is heated from the α phase single phase. The expansion behavior is characterized in that the holding time at a temperature of T1 or less and 750 ° C. or more, which is defined as a turning point deviating from the linear expansion behavior in a direction in which the inclination becomes smaller, is 20 seconds or more and 150 seconds or less.

本発明のロータ用モータコアは、前記本発明の電磁鋼板が積層されてなることを特徴とする。 The rotor motor core of the present invention is characterized in that the electromagnetic steel sheets of the present invention are laminated.

本発明のロータ用モータコアの製造方法は、電磁鋼板電磁鋼板を、打ち抜き加工することにより鋼板ブランクを得る工程(I)と、前記鋼板ブランクを積層する工程(II)とを有することを特徴とする。 The method for manufacturing a motor core for a rotor of the present invention is characterized by having a step (I) of obtaining a steel sheet blank by punching an electromagnetic steel sheet and an electromagnetic steel sheet, and a step (II) of laminating the steel sheet blanks. ..

本発明のステータ用モータコアは、Siを2.0質量%以上4.5質量%以下、Mnを2.5質量%以上5.0質量%以下、更に、Ca、Mg、Ce、Ti、Ba、及びBeより選択される1種以上の元素を合計で0.0001質量%以上0.10質量%以下Alが0.03質量%未満、Cが0.002質量%未満、Sが0.002質量%未満、残部Fe及び不可避不純物からなる鋼板であって、平均結晶粒径が80μm超150μm以下であり、当該鋼板が、Si及びMnを含有する酸化物を有し、当該酸化物の平均径が112nm以上であり、鋼板内に含まれる当該酸化物の数密度が、0.3×10 〜6.6×10 個/mm である電磁鋼板が積層されてなることを特徴とする。 In the motor core for a stator of the present invention, Si is 2.0% by mass or more and 4.5% by mass or less, Mn is 2.5% by mass or more and 5.0 % by mass or less, and Ca, Mg, Ce, Ti, Ba, etc. In total, one or more elements selected from Be and Be are 0.0001% by mass or more and 0.10 % by mass or less , Al is less than 0.03% by mass, C is less than 0.002% by mass, and S is 0.002. A steel plate consisting of less than mass% , balance Fe and unavoidable impurities , having an average crystal particle size of more than 80 μm and 150 μm or less, the steel plate has an oxide containing Si and Mn, and the average diameter of the oxide is It is characterized in that electromagnetic steel plates having a mass of 112 nm or more and a number density of the oxides contained in the steel plate of 0.3 × 10 4 to 6.6 × 10 5 pieces / mm 2 are laminated.

本発明のステータ用モータコアは、前記酸化物の平均組成が、Siを15質量%以上70質量%以下、Mnを20質量%以上60質量%以下含有することが好ましい。 The stator motor core of the present invention preferably contains Si in an average composition of 15% by mass or more and 70% by mass or less and Mn in an amount of 20% by mass or more and 60% by mass or less.

本発明のステータ用モータコアの製造方法は、前記本発明の電磁鋼板を、打ち抜き加工することにより鋼板ブランクを得る工程(I’)と、前記鋼板ブランクを積層する工程(II’)とを有し、前記工程(I’)の後、且つ、前記工程(II’)の前又は後に、前記鋼板ブランクを、加熱速度が100℃/h以下、最高到達温度が750℃〜850℃、750℃以上での保持時間が0.5時間以上100時間以下の条件で熱処理を行うことにより、前記鋼板の平均結晶粒径を80μm超150μm以下とする工程(III’)を有することを特徴とする。 The method for manufacturing a motor core for a stator of the present invention includes a step (I') of obtaining a steel sheet blank by punching the electromagnetic steel sheet of the present invention, and a step (II') of laminating the steel sheet blank. After the step (I') and before or after the step (II'), the steel sheet blank has a heating rate of 100 ° C./h or less and a maximum reaching temperature of 750 ° C. to 850 ° C., 750 ° C. or higher. It is characterized by having a step (III') of making the average crystal grain size of the steel sheet more than 80 μm and 150 μm or less by performing the heat treatment under the condition that the holding time is 0.5 hours or more and 100 hours or less.

本発明のモータコアの製造方法は、前記ロータ用モータコアと、前記ステータ用モータコアを有するモータコアの製造方法であって、前記ロータ用モータコアの鋼板ブランクと、前記ステータ用モータコアの鋼板ブランクが、同一の前記本発明の電磁鋼板から打ち抜かれることを特徴とする。 The method for manufacturing a motor core of the present invention is a method for manufacturing a motor core for a rotor and a motor core having the motor core for a stator, wherein the steel plate blank of the motor core for the rotor and the steel plate blank of the motor core for the stator are the same. It is characterized by being punched from the electromagnetic steel sheet of the present invention.

本発明によれば、疲労強度に優れ、低鉄損で、歪取り焼鈍時における磁束密度の低下が抑制された電磁鋼板及びその製造方法、並びに、当該電磁鋼板を用いた低鉄損で、高磁束密度のモータコア及びその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, an electromagnetic steel sheet having excellent fatigue strength, low iron loss, and suppressing a decrease in magnetic flux density during strain resilience annealing and a method for manufacturing the same, and a low iron loss using the electromagnetic steel sheet, high. A motor core having a magnetic flux density and a method for manufacturing the same can be provided.

図1は、モータコアの製造方法の一例を示す、模式的な概略工程図である。FIG. 1 is a schematic schematic process diagram showing an example of a method for manufacturing a motor core. 図2は、圧延板表層に形成された加工組織を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a processed structure formed on the surface layer of a rolled plate. 図3は、鋼板をα相単相の状態から加熱した際に測定した熱膨張収縮挙動を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the thermal expansion / contraction behavior measured when the steel sheet is heated from the α-phase single-phase state.

以下、本発明に係る電磁鋼板及びその製造方法、並びに、当該電磁鋼板を用いた本発明に係るモータコア及びその製造方法について、順に詳細に説明する。
なお、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「垂直」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
また、本発明において「ppm」は、特に断りがない限り、質量比を表す。
Hereinafter, the electromagnetic steel sheet according to the present invention and its manufacturing method, and the motor core according to the present invention using the electromagnetic steel sheet and its manufacturing method will be described in detail in order.
It should be noted that the terms such as "parallel", "vertical", and "same" and the values of length and angle used in the present specification to specify the shape and geometric conditions and their degrees are strict. Without being bound by meaning, we will interpret it including the range in which similar functions can be expected.
Further, in the present invention, "ppm" represents a mass ratio unless otherwise specified.

[電磁鋼板]
本発明の電磁鋼板は、低鉄損であり、歪取り焼鈍時における磁束密度の低下が抑制され、高磁束密度を保持して最終製品を製造することができる。
本発明に係る電磁鋼板は、Siを2.0質量%以上4.5質量%以下、Mnを2.5質量%以上5.0%質量以下、更に、Ca、Mg、Ce、Ti、Ba、及びBeより選択される1種以上の元素を合計で0.0001質量%以上0.1質量%以下含有し、Alが0.03質量%未満、Cが0.002質量%未満、Sが0.002質量%未満であり、Feを主成分とする鋼板であって、
平均結晶粒径が、60μm以上80μm以下であることを特徴とする。
[Electromagnetic steel sheet]
The electrical steel sheet of the present invention has a low iron loss, a decrease in magnetic flux density during strain relief annealing is suppressed, and a final product can be manufactured while maintaining a high magnetic flux density.
The electromagnetic steel plate according to the present invention contains Si in an amount of 2.0% by mass or more and 4.5% by mass or less, Mn in an amount of 2.5% by mass or more and 5.0% by mass or less, and Ca, Mg, Ce, Ti, Ba, etc. And Be contains one or more elements selected from Be in total of 0.0001% by mass or more and 0.1% by mass or less, Al is less than 0.03% by mass, C is less than 0.002% by mass, and S is 0. A steel plate containing less than .002% by mass and containing Fe as a main component.
The average crystal grain size is 60 μm or more and 80 μm or less.

当該鋼板は、Mnが比較的高濃度であると共に、Al含有量を抑制した結果、低鉄損化が達成されると共に、従来よりも歪取り焼鈍時の磁束密度の低下が抑制される。また、電磁鋼板の平均結晶粒径を60μm以上80μm以下とすることにより歪取り焼鈍時の磁束密度低下が、更に、抑制される。 The steel sheet has a relatively high concentration of Mn, and as a result of suppressing the Al content, low iron loss is achieved, and a decrease in magnetic flux density during strain removal annealing is suppressed as compared with the conventional case. Further, by setting the average crystal grain size of the electrical steel sheet to 60 μm or more and 80 μm or less, the decrease in magnetic flux density at the time of strain removal annealing is further suppressed.

即ち、上記本発明の電磁鋼板は、以下のような特徴を有している。
上記電磁鋼板は、疲労強度に優れ、低鉄損でありロータ用モータコア用途に適している。そのため上記電磁鋼板は、所望のロータ形状に打ち抜き加工し、得られた鋼板ブランクを積層することにより、好適なロータ用モータコアを製造することができる。
また、上記電磁鋼板を歪取り焼鈍することにより、低鉄損で、且つ高磁束密度の電磁鋼板となる。当該歪取り焼鈍後の電磁鋼板は、ステータ用モータコア用途に適している。そのため上記本発明の電磁鋼板を、所望のステータ形状に打ち抜き加工し、得られた鋼板ブランクを、積層前か又は積層後に、歪取り焼鈍を行うことにより、好適なステータ用モータコアを製造することができる。
また、本発明の電磁鋼板から、ロータコア用鋼板ブランクと、ステータ用鋼板ブランクとをそれぞれ打ち抜き、ステータ用鋼板ブランクのみを歪取り焼鈍することにより、好適なロータ用モータコアと、好適なステータ用モータコアを、同一の電磁鋼板から一度に製造することも可能となる。そのため1枚の電磁鋼板をより効率的に利用して、疲労強度に優れ、低鉄損で、歪取り焼鈍時における磁束密度の低下が抑制されたモータコアを製造することが可能となる。
以下、このような本発明の電磁鋼板の好ましい形態についてより詳細に説明する。
That is, the electromagnetic steel sheet of the present invention has the following features.
The above-mentioned electrical steel sheet has excellent fatigue strength, low iron loss, and is suitable for rotor motor core applications. Therefore, the electromagnetic steel sheet can be punched into a desired rotor shape, and the obtained steel sheet blanks are laminated to produce a suitable motor core for a rotor.
Further, by strain-removing and annealing the electromagnetic steel sheet, an electromagnetic steel sheet having a low iron loss and a high magnetic flux density can be obtained. The electrical steel sheet after strain removal and annealing is suitable for use as a motor core for a stator. Therefore, a suitable motor core for a stator can be manufactured by punching the electromagnetic steel sheet of the present invention into a desired stator shape and performing strain relief annealing on the obtained steel sheet blank before or after laminating. it can.
Further, from the electromagnetic steel sheet of the present invention, a steel sheet blank for a rotor core and a steel sheet blank for a stator are punched out, and only the steel sheet blank for a stator is distorted and annealed to obtain a suitable motor core for a rotor and a suitable motor core for a stator. , It is also possible to manufacture from the same electromagnetic steel sheet at once. Therefore, it is possible to more efficiently utilize one electrical steel sheet to manufacture a motor core having excellent fatigue strength, low iron loss, and suppressed decrease in magnetic flux density during strain relief annealing.
Hereinafter, preferred forms of such electrical steel sheets of the present invention will be described in more detail.

<酸化物>
本発明の電磁鋼板は、更に酸化物を有し、当該酸化物の平均組成がSiを15質量%以上70質量%以下、Mnを20質量%以上60質量%以下含有することが好ましい。当該酸化物は、鋼板中にピニング粒子として分散することで母相であるFe結晶粒の方位選択性を伴う成長を制御する効果を有し、その組成は母相であるFe結晶との整合性を介して、上記のピニング効果に影響を及ぼしていると考えられ、平均組成がこの範囲を外れるとこの効果が小さくなる。酸化物の組成は、電磁鋼板の鋼板表面から厚みtに対して1/4t深さ位置で抽出レプリカ法により作製した試料をエネルギー分散型X線分析装置(EDX)により分析し求めることができる。組成は個々の酸化物で変化するので、少なくとも20個の酸化物についての個々の酸化物の組成を求め、それを平均する。つまり、大きな酸化物であっても、小さな酸化物であっても、平均組成への寄与は同じとし、サイズ(酸化物を形成している元素量)は問題としない。また、酸化物内で各元素が偏析していることもあるが、一体となった酸化物は一つの酸化物として計測するものとする。
更に本発明の電磁鋼板は、酸化物の平均径が250nm以上であることが好ましい。本発明において酸化物は、後述のような特定条件での、磁気特性に有利な結晶方位を持つ結晶粒の選択的な粒成長を促進し、不利な結晶方位を持つ結晶粒の選択的な粒成長を抑制する効果をピニング効果を介して発揮するものと考えているが、サイズが小さな酸化物は方位選択効果への寄与が小さく、平均径がこの範囲を外れると発明効果が小さくなる。
酸化物の平均径は、電磁鋼板の鋼板表面から厚みtに対して1/4t深さ位置で抽出レプリカ法により作製した試料から、少なくとも100個の酸化物について透過型電子顕微鏡により観察しサイズを求め、それを平均する。観察形態が略円形でなく延伸した形状を有する酸化物については、個々の酸化物の観察面積を円相当の直径としてサイズを算出するものとする。この算出は画像処理などにより容易に行うことが可能なものである。
また酸化物の数密度は、同じサンプルを用いて、10μm×10μmの視野中の酸化物を計測し、少なくとも5視野以上の計測値を平均して求める。
更に本発明の電磁鋼板は、当該鋼板内に含まれる前記酸化物の数密度が2.0×10〜1.2×10個/mmであることが好ましい。本発明において酸化物は、後述のような特定条件での、磁気特性に有利な結晶方位を持つ結晶粒の選択的な粒成長を促進し、不利な結晶方位を持つ結晶粒の選択的な粒成長を抑制する効果を、ピニング効果を介して発揮するものと考えているため、全く存在しないのではこの効果が期待できない。また数密度が多すぎると粒成長または磁壁移動を阻害する効果が大きくなり磁気特性が低下するばかりでなく、酸化物が疲労破壊の起点となるため疲労特性も低下する。
SiおよびMnを高濃度に含有する酸化物の組成を含めた形態を適切に制御することで、歪取り焼鈍時の磁束密度低下の抑制効果をより顕著に得ることができる。
<Oxide>
The electromagnetic steel sheet of the present invention further has an oxide, and the average composition of the oxide preferably contains Si in an amount of 15% by mass or more and 70% by mass or less and Mn in an amount of 20% by mass or more and 60% by mass or less. The oxide has the effect of controlling the growth of Fe crystal grains, which are the parent phase, with orientation selectivity by dispersing as pinning particles in the steel plate, and its composition is consistent with the Fe crystal, which is the mother phase. It is considered that the above-mentioned pinning effect is influenced by the above, and when the average composition is out of this range, this effect becomes small. The composition of the oxide can be determined by analyzing a sample prepared by the extraction replica method at a depth of 1/4 t with respect to the thickness t from the surface of the electromagnetic steel sheet by an energy dispersive X-ray analyzer (EDX). Since the composition varies with individual oxides, the composition of the individual oxides for at least 20 oxides is determined and averaged. That is, the contribution to the average composition is the same regardless of whether it is a large oxide or a small oxide, and the size (the amount of elements forming the oxide) does not matter. In addition, although each element may be segregated in the oxide, the integrated oxide shall be measured as one oxide.
Further, the electromagnetic steel sheet of the present invention preferably has an oxide average diameter of 250 nm or more. In the present invention, the oxide promotes the selective grain growth of crystal grains having a crystal orientation favorable to the magnetic properties under specific conditions as described later, and the selective grains of the crystal grains having a disadvantageous crystal orientation. It is considered that the effect of suppressing growth is exerted through the pinning effect, but oxides having a small size have a small contribution to the orientation selection effect, and when the average diameter is out of this range, the effect of invention becomes small.
The average diameter of the oxides is determined by observing at least 100 oxides from a sample prepared by the extraction replica method at a depth of 1/4 t with respect to the thickness t from the surface of the electromagnetic steel plate with a transmission electron microscope. Find and average it. For oxides whose observation form is not substantially circular but has a stretched shape, the size shall be calculated with the observation area of each oxide as the diameter equivalent to a circle. This calculation can be easily performed by image processing or the like.
The number density of oxides is determined by measuring oxides in a field of view of 10 μm × 10 μm using the same sample and averaging the measured values of at least 5 fields of view.
Further, the electromagnetic steel sheet of the present invention preferably has a number density of the oxides contained in the steel sheet of 2.0 × 10 4 to 1.2 × 10 5 pieces / mm 2 . In the present invention, the oxide promotes the selective grain growth of crystal grains having a crystal orientation favorable to the magnetic properties under specific conditions as described later, and the selective grains of the crystal grains having a disadvantageous crystal orientation. Since it is thought that the effect of suppressing growth is exerted through the pinning effect, this effect cannot be expected if it does not exist at all. Further, if the number density is too high, the effect of inhibiting grain growth or domain wall movement is increased and not only the magnetic characteristics are deteriorated, but also the fatigue characteristics are deteriorated because the oxide becomes the starting point of fatigue failure.
By appropriately controlling the morphology including the composition of the oxide containing Si and Mn in high concentrations, the effect of suppressing the decrease in magnetic flux density at the time of strain removal annealing can be obtained more remarkably.

つまり、本発明の電磁鋼板は、再結晶粒の成長の際に生じていた磁束密度の低下を抑制することができるものであり、例えば、加熱速度100℃/h以下、最高到達温度750℃〜850℃、750℃以上での保持時間が0.5時間以上100時間以下の条件で熱処理を実施する前の磁束密度をBB、実施した後の磁束密度をBAとしたときに、
BA/BB≧0.98
なる関係を達成することができる。
この理由については、必ずしも明らかではないが以下のように考えている。
従来の電磁鋼板では、歪取り焼鈍等の追加加熱を行うと、磁気特性に良いとされる{100}や{411}方位を有する結晶粒よりも、磁気特性に好ましくなりとされる他の方位({111}や{211})を有する結晶粒の成長が優位となり磁束密度が大きく低下ものと推定される。本発明の電磁鋼板は、Mnを比較的高濃度とし、Alを微量とすることにより、電磁鋼板製造時(即ち仕上焼鈍後、歪取り焼鈍前)における結晶方位が高磁束密度化に有利なもの、即ち、{100}や{411}方位を有する結晶粒が優位となっていると推定される。本発明の電磁鋼板は仕上焼鈍後に{100}<011>が優位に存在し、更に比較的微細な結晶粒を有するため、隣接粒間の方位差が小さく、追加加熱時後の徐加熱粒成長時の方位発達においても、他の方位の成長が優位となることなく、高磁束密度を保持するものと推定される。
またこれに加え、Mnが比較的高濃度であると共に、Al含有量を抑制し、さらにCa、Mg、Ce、Ti、Ba、及びBeより選択される1種以上の元素を含有させた結果、特に酸化物形態が変化しており、これが徐加熱での粒成長時の特定方位の選択的な成長においてピニング粒子として、磁気特性にとって有利な結晶方位を持つ結晶粒の選択的な成長促進、または磁気特性にとって不利な結晶方位を持つ結晶粒の選択的な成長抑制に好ましく作用している可能性がある。つまり、酸化物形態を適切に制御した本発明鋼では、再結晶の初期段階(結晶粒径としては80μm以下の段階)において相対的に高加熱速度で生成させた結晶を、再結晶の後期における粒成長段階(結晶粒径としては80μm超の段階)で、相対的に低加熱速度で成長を進行させた際の方位選択性を変化させていると考えられる。
なお、本発明鋼では酸化物の数自体はそれほど多いものではなく、これが上記のようなピニング粒子として十分な作用を奏するのかについては不明であり、あくまでもひとつの解釈であることは断わっておく。
That is, the electromagnetic steel sheet of the present invention can suppress the decrease in magnetic flux density that occurs during the growth of recrystallized grains. For example, the heating rate is 100 ° C./h or less, and the maximum ultimate temperature is 750 ° C. to When the magnetic flux density before the heat treatment is BB and the magnetic flux density after the heat treatment is BA under the conditions that the holding time at 850 ° C. and 750 ° C. or higher is 0.5 hours or more and 100 hours or less.
BA / BB ≧ 0.98
Relationship can be achieved.
The reason for this is not always clear, but I think it is as follows.
In conventional electrical steel sheets, when additional heating such as strain removal annealing is performed, other orientations that are more favorable for magnetic characteristics than crystal grains having {100} or {411} orientations that are considered to be good for magnetic characteristics. It is presumed that the growth of crystal grains having ({111} or {211}) becomes dominant and the magnetic flux density is greatly reduced. The electromagnetic steel sheet of the present invention has a relatively high concentration of Mn and a small amount of Al, so that the crystal orientation at the time of manufacturing the electromagnetic steel sheet (that is, after finish annealing and before strain relief annealing) is advantageous for increasing the magnetic flux density. That is, it is presumed that the crystal grains having the {100} or {411} orientation are dominant. In the electromagnetic steel sheet of the present invention, {100} <011> is predominantly present after finish annealing, and since it has relatively fine crystal grains, the orientation difference between adjacent grains is small, and the gradual heating grain growth after additional heating. It is presumed that the high magnetic flux density is maintained even in the orientation development of time without the growth of other orientations becoming dominant.
In addition to this, as a result of having a relatively high concentration of Mn, suppressing the Al content, and further containing one or more elements selected from Ca, Mg, Ce, Ti, Ba, and Be. In particular, the oxide morphology has changed, which promotes the selective growth of crystal grains having a crystal orientation advantageous for magnetic properties as pinning particles in the selective growth of a specific orientation during grain growth by slow heating, or It may have a favorable effect on the selective growth suppression of crystal grains having a crystal orientation that is disadvantageous to the magnetic properties. That is, in the steel of the present invention in which the oxide morphology is appropriately controlled, crystals generated at a relatively high heating rate in the initial stage of recrystallization (stages having a crystal grain size of 80 μm or less) are produced in the latter stage of recrystallization. It is considered that the orientation selectivity is changed when the growth proceeds at a relatively low heating rate in the grain growth stage (the stage where the crystal grain size exceeds 80 μm).
It should be noted that the number of oxides in the steel of the present invention is not so large, and it is unclear whether or not this has a sufficient effect as the pinning particles as described above, and it should be noted that this is just one interpretation.

また、上記の結晶粒径および酸化物形態とすることで、疲労強度も非常に良好な特性となる。一般的に疲労強度には結晶粒微細化が有効であることが知られており、また粗大な酸化物が疲労破壊の起点になることが知られており、これら自体は特筆することではないが、高Mn系素材において、歪取り焼鈍時の磁気特性の劣化を回避するため、結晶粒径と酸化物形態を好ましく制御した材料での良好な疲労特性は本発明鋼の特徴の一つでもある。 Further, by adopting the above-mentioned crystal grain size and oxide form, the fatigue strength is also very good. It is generally known that grain refinement is effective for fatigue strength, and it is known that coarse oxides are the starting point of fatigue fracture, which are not particularly mentioned. In the high Mn-based material, good fatigue characteristics in the material in which the crystal grain size and the oxide morphology are preferably controlled in order to avoid deterioration of the magnetic properties during strain relief annealing are also one of the features of the steel of the present invention. ..

本発明の電磁鋼板は、少なくとも鋼板により構成され、更に、必要に応じて絶縁被膜等を有していてもよいものである。以下、本発明に係る電磁鋼板の各構成について詳細に説明する。 The electromagnetic steel sheet of the present invention is composed of at least a steel sheet, and may further have an insulating film or the like, if necessary. Hereinafter, each configuration of the electromagnetic steel sheet according to the present invention will be described in detail.

<鋼板の組成>
本発明の電磁鋼板において、鋼板は、Siを2.0質量%以上4.5質量%以下、Mnを2.5質量%以上5.0%質量以下、更に、Ca、Mg、Ce、Ti、Ba、及びBeより選択される1種以上の元素を合計で0.0001質量%以上0.1質量%以下含有し、Alが0.03質量%未満、Cが0.002質量%未満、Sが0.002質量%未満であり、Feを主成分とする化学組成を有する。
なお、本発明において主成分とは、最も高い割合を示す成分のことをいい、通常、元素含有率が50質量%以上である。
<Sheet steel composition>
In the electromagnetic steel plate of the present invention, the steel plate contains Si in an amount of 2.0% by mass or more and 4.5% by mass or less, Mn in an amount of 2.5% by mass or more and 5.0% by mass or less, and Ca, Mg, Ce, Ti. A total of 0.0001% by mass or more and 0.1% by mass or less of one or more elements selected from Ba and Be is contained, Al is less than 0.03% by mass, C is less than 0.002% by mass, and S. Is less than 0.002% by mass and has a chemical composition containing Fe as a main component.
In the present invention, the main component means a component showing the highest ratio, and usually has an element content of 50% by mass or more.

上記化学組成は、鋼板を構成する鋼成分の組成である。測定試料となる鋼板が、表面に絶縁皮膜等を有している場合は、これを除去した後に測定する必要がある。
電磁鋼板の絶縁皮膜等を除去する方法としては、例えば次のものがある。まず、絶縁皮膜等を有する電磁鋼板を、NaOH:10質量%+HO:90質量%の水酸化ナトリウム水溶液に、80℃で15分間、浸漬する。次いで、HSO:10質量%+HO:90質量%の硫酸水溶液に、80℃で3分間、浸漬する。その後、HNO:10質量%+HO:90質量%の硝酸水溶液によって、常温で1分間弱、浸漬して洗浄する。最後に、温風のブロアーで1分間弱、乾燥させる。これにより、後述の絶縁皮膜が除去された鋼板を得ることができる。
The chemical composition is the composition of the steel components constituting the steel sheet. If the steel sheet used as the measurement sample has an insulating film or the like on its surface, it is necessary to remove it before measurement.
Examples of the method for removing the insulating film of the electromagnetic steel sheet are as follows. First, the electromagnetic steel sheet having an insulating coating or the like, NaOH: 10% by mass + H 2 O: 90 wt% aqueous sodium hydroxide for 15 minutes at 80 ° C., immersion. Then, it is immersed in a sulfuric acid aqueous solution of H 2 SO 4 : 10% by mass + H 2 O: 90% by mass at 80 ° C. for 3 minutes. Thereafter, HNO 3: 10 wt% + H 2 O: by the 90 wt% nitric acid aqueous solution, 1 minute weak at room temperature, washed immersed in. Finally, dry with a warm air blower for a little less than 1 minute. As a result, a steel sheet from which the insulating film described later has been removed can be obtained.

(Si:2.0質量%以上4.5質量%以下)
本発明の電磁鋼板において、Siの含有率は2.0質量%以上4.5質量%以下である。Siは無方向性電磁鋼板では一般的に鋼板の電気抵抗を上昇させることで鉄損を低下させるために添加される。Siの含有率が2.0質量%未満では、良好な磁気特性を確保できないばかりでなく、酸化物の形態を適切な範囲に保つことが困難となる。また4.5質量%超であると、酸化物の組成を適切な範囲に保つことが困難となる。
(Si: 2.0% by mass or more and 4.5% by mass or less)
In the electromagnetic steel sheet of the present invention, the Si content is 2.0% by mass or more and 4.5% by mass or less. In non-oriented electrical steel sheets, Si is generally added to reduce iron loss by increasing the electrical resistance of the steel sheet. If the Si content is less than 2.0% by mass, not only good magnetic properties cannot be ensured, but also it becomes difficult to keep the oxide morphology in an appropriate range. On the other hand, if it exceeds 4.5% by mass, it becomes difficult to keep the composition of the oxide in an appropriate range.

(Mn:2.5質量%以上5.0質量%以下)
本発明の電磁鋼板において、Mnの含有割合は2.5質量%以上5.0質量%以下である。Mnは無方向性電磁鋼板では一般的に鋼板の電気抵抗を上昇させることで鉄損を低下させるために添加される。Mnの含有率が2.5質量%未満では、良好な磁気特性を確保できないばかりでなく、酸化物の形態を適切な範囲に保つことが困難となる。また5.0質量%超であると、酸化物の組成を適切な範囲に保つことが困難となる。
さらにMn濃度がこの範囲内であれば、後述する製造法により、鋼板の結晶方位を{100}<011>方位が強く集積したものとして、磁束密度を高めることも可能となる。
好ましくは3.1%以上、さらに好ましくは3.6%以上、さらに好ましくは4.1%以上である。
(Mn: 2.5% by mass or more and 5.0% by mass or less)
In the electromagnetic steel sheet of the present invention, the content ratio of Mn is 2.5% by mass or more and 5.0% by mass or less. In non-oriented electrical steel sheets, Mn is generally added to reduce iron loss by increasing the electrical resistance of the steel sheet. If the Mn content is less than 2.5% by mass, not only good magnetic properties cannot be ensured, but also it becomes difficult to maintain the form of the oxide in an appropriate range. On the other hand, if it exceeds 5.0% by mass, it becomes difficult to keep the composition of the oxide in an appropriate range.
Further, if the Mn concentration is within this range, the magnetic flux density can be increased by assuming that the crystal orientations of the steel sheets are strongly integrated in the {100} <011> orientations by the manufacturing method described later.
It is preferably 3.1% or more, more preferably 3.6% or more, still more preferably 4.1% or more.

(Ca、Mg、Ce、Ti、Ba、Be:合計0.0001質量%以上0.1質量%以下)
本発明の電磁鋼板においては、Ca、Mg、Ce、Ti、Ba、及びBeより選択される1種以上の元素を合計で0.0001質量%以上0.1質量%以下含有する。これらの元素を合計で、0.0001質量%以上含有することにより、歪取り焼鈍時の方位選択性の効果を高める。これは、これらの元素が本発明が対象とするSiおよびMnを含有する酸化物に複合して含有されることに起因していると考えられる。一方で過剰に添加しても発明効果が飽和するばかりでなく、酸化物以外の析出物が形成され、磁壁の移動を妨げたり、粒成長を阻害するため鉄損を劣化させることがあるので、上限を0.1質量%とする。
(Ca, Mg, Ce, Ti, Ba, Be: total 0.0001% by mass or more and 0.1% by mass or less)
The electromagnetic steel sheet of the present invention contains 0.0001% by mass or more and 0.1% by mass or less in total of one or more elements selected from Ca, Mg, Ce, Ti, Ba, and Be. By containing 0.0001% by mass or more of these elements in total, the effect of orientation selectivity at the time of strain removal annealing is enhanced. It is considered that this is because these elements are contained in combination with the oxide containing Si and Mn, which is the subject of the present invention. On the other hand, even if it is added excessively, not only the effect of the invention is saturated, but also precipitates other than oxides are formed, which hinders the movement of the domain wall and inhibits the grain growth, which may deteriorate the iron loss. The upper limit is 0.1% by mass.

(Al:0.03質量%未満)
本発明においては、Alは添加を避けるべき元素である。Alは強い酸化物形成元素であり、Alを高濃度に含有すると本発明効果にとって好ましい形態、特に好ましい組成を有する酸化物の形成が困難となる。このため0.03質量%未満とする。好ましくは0.02質量%未満、さらに好ましくは0.01質量%未満である。また、粗大な硬質の酸化物の形成を回避することで疲労特性を改善することにも寄与する。
(Al: less than 0.03% by mass)
In the present invention, Al is an element to be avoided. Al is a strong oxide-forming element, and if Al is contained in a high concentration, it becomes difficult to form an oxide having a preferable form, particularly a preferable composition, for the effect of the present invention. Therefore, it is set to less than 0.03% by mass. It is preferably less than 0.02% by mass, more preferably less than 0.01% by mass. It also contributes to improving fatigue characteristics by avoiding the formation of coarse and hard oxides.

(C:0.002質量%未満)
Cは、炭化物を形成して高磁場での磁気特性を劣化させる場合がある。また、磁気時効が生ずると高磁場での磁気特性も劣化してしまうため、C含有量は低くすることが好ましい。このため、C含有量は0.002質量%未満である。
製造コストの観点から、溶鋼段階で脱ガス設備(例えばRH真空脱ガス設備)によりC含有量を低減することが有利であり、C含有量を0.002質量%未満とすれば磁気時効の抑制効果が大きい。本発明に係る電磁鋼板では、高強度化の主たる手段として炭化物等の非金属析出物を用いないため、敢えてCを含有させるメリットはなく、C含有量は少ないことが好ましい。このため、C含有量は、好ましくは0.0015質量%以下であり、さらに好ましくは0.0012質量%以下である。電析などの技術を用いれば、化学的分析の限界以下である0.0001質量%以下に下げることも可能で、C含有量は0%であっても構わない。一方で工業的なコストを考えると、下限は0.0003%となる。
(C: less than 0.002% by mass)
C may form carbides and deteriorate the magnetic properties in a high magnetic field. Further, when magnetic aging occurs, the magnetic characteristics in a high magnetic field also deteriorate, so it is preferable to lower the C content. Therefore, the C content is less than 0.002% by mass.
From the viewpoint of manufacturing cost, it is advantageous to reduce the C content by degassing equipment (for example, RH vacuum degassing equipment) at the molten steel stage, and if the C content is less than 0.002% by mass, the magnetic aging is suppressed. The effect is great. Since the electromagnetic steel sheet according to the present invention does not use non-metal precipitates such as carbides as the main means for increasing the strength, there is no merit of intentionally containing C, and it is preferable that the C content is low. Therefore, the C content is preferably 0.0015% by mass or less, and more preferably 0.0012% by mass or less. By using a technique such as electrodeposition, it is possible to reduce the content to 0.0001% by mass or less, which is below the limit of chemical analysis, and the C content may be 0%. On the other hand, considering the industrial cost, the lower limit is 0.0003%.

(S:0.002質量%未満)
Sは、硫化物を形成して高磁場での磁気特性を劣化させる場合があるため、S含有量は低いことが好ましい。S含有量は、0.002質量%未満であり、さらに好ましくは0.0004質量%以下であり、よりいっそう好ましくは0.0002質量%以下であり、最も好ましくは0.0001質量%以下である。S含有量は0質量%であっても構わない。
(S: less than 0.002% by mass)
Since S may form sulfides and deteriorate the magnetic properties in a high magnetic field, the S content is preferably low. The S content is less than 0.002% by mass, more preferably 0.0004% by mass or less, even more preferably 0.0002% by mass or less, and most preferably 0.0001% by mass or less. .. The S content may be 0% by mass.

本発明の電磁鋼板において、鋼板は、本発明の効果を損なわない範囲で更にその他の元素を含有してもよい。含有してもよい元素としては、Sn、Sb、N、P、Cr、Ni、Cu、B、Nb、Moや、希土類元素(REM)等が挙げられる。以下、本発明の効果への影響が比較的強く現れるこれらの元素を説明する。 In the electromagnetic steel sheet of the present invention, the steel sheet may further contain other elements as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of the elements that may be contained include Sn, Sb, N, P, Cr, Ni, Cu, B, Nb, Mo, rare earth elements (REM) and the like. Hereinafter, these elements, which have a relatively strong influence on the effects of the present invention, will be described.

(Sn+Sb:0.005質量%以上0.1質量%以下)
Sn及びSbはいずれも無方向性電磁鋼板の集合組織を改善し磁気特性を高める効果を有するが、その効果を得るには、Sb及びSnのうち1種以上を合計で0.005質量%以上添加する必要がある。一方、過剰に添加すると鋼が脆化し、鋼板製造中の板破断やヘゲが増加するため、Sb及びSnのうち1種以上を合計で0.1質量%以下とすることが好ましい。
(Sn + Sb: 0.005% by mass or more and 0.1% by mass or less)
Both Sn and Sb have the effect of improving the texture of non-oriented electrical steel sheets and enhancing the magnetic properties, but in order to obtain this effect, one or more of Sb and Sn must be 0.005% by mass or more in total. Need to be added. On the other hand, if it is added excessively, the steel becomes brittle and plate breakage and hesitation during steel sheet production increase. Therefore, it is preferable that one or more of Sb and Sn are 0.1% by mass or less in total.

(N:0.0040質量%以下)
Nは、Cと同様に、窒化物の形成や磁気時効性により高磁場での磁気特性を劣化させる。このため、N含有量は好ましくは0.0040質量%以下である。高磁場での磁気特性の劣化を避けるためN含有量は、低いほうが好ましく、0.0027質量%以下とすれば磁気時効や窒化物の形成による高磁場での磁気特性への悪影響を十分に回避できる。N含有量は、さらに好ましくは0.0022質量%以下であり、よりいっそう好ましくは0.0015質量%以下である。電析などの技術を用いれば、化学的分析の限界以下である0.0001質量%以下に下げることも可能で、N含有量は0質量%であっても構わない。一方で工業的なコストを考えると、下限は0.0003質量%となる。
(N: 0.0040% by mass or less)
Like C, N deteriorates the magnetic properties in a high magnetic field due to the formation of nitrides and magnetic aging. Therefore, the N content is preferably 0.0040% by mass or less. The N content is preferably low in order to avoid deterioration of the magnetic properties in a high magnetic field, and if it is 0.0027% by mass or less, the adverse effects on the magnetic properties in a high magnetic field due to magnetic aging and the formation of nitrides are sufficiently avoided. it can. The N content is even more preferably 0.0022% by mass or less, and even more preferably 0.0015% by mass or less. By using a technique such as electrodeposition, it is possible to reduce the content to 0.0001% by mass or less, which is below the limit of chemical analysis, and the N content may be 0% by mass. On the other hand, considering the industrial cost, the lower limit is 0.0003% by mass.

(P:0.5質量%以下)
Pは、強度調整、製造中の窒化、浸炭の抑制を目的として含有量が制御される他、さらに特に冷延前の粒界に偏析させた場合に集合組織を改善して磁束密度を向上させること等が知られており、0.001質量%以上含有させることが可能である。一般的な実用製鋼法では、不純物として、0.002質量%以上程度含有されることもある。一方で、過剰な添加は鋼を脆化させ、冷延性や製品の加工性を低下させるため、P含有量は、好ましくは0.5質量%以下であり、さらに好ましくは0.3質量%以下である。
(P: 0.5% by mass or less)
The content of P is controlled for the purpose of adjusting the strength, nitriding during production, and suppressing carburizing, and further, when segregated at the grain boundaries before cold rolling, the texture is improved and the magnetic flux density is improved. It is known that it can be contained in an amount of 0.001% by mass or more. In a general practical steelmaking method, impurities may be contained in an amount of about 0.002% by mass or more. On the other hand, excessive addition makes the steel embrittlement and lowers cold ductility and workability of the product. Therefore, the P content is preferably 0.5% by mass or less, more preferably 0.3% by mass or less. Is.

(Cr:20質量%以下)
Crは、強度調整や耐食性、製造中の酸化挙動制御を目的として含有量が制御される他、特に高周波特性を向上させること等が知られており、0.001質量%以上含有させることが可能である。スクラップ等が混入する実用製鋼法では、不純物として、0.01質量%以上程度含有されることもある。一方で、過剰な添加は添加コストが増加し、磁気特性を低下させるため、Cr含有量は、好ましくは20質量%以下であり、さらに好ましくは5質量%以下である。
(Cr: 20% by mass or less)
The content of Cr is controlled for the purpose of adjusting strength, corrosion resistance, and controlling oxidation behavior during manufacturing, and it is known that it particularly improves high-frequency characteristics, and it is possible to contain Cr in an amount of 0.001% by mass or more. Is. In a practical steelmaking method in which scrap or the like is mixed, impurities may be contained in an amount of about 0.01% by mass or more. On the other hand, excessive addition increases the addition cost and lowers the magnetic properties, so the Cr content is preferably 20% by mass or less, and more preferably 5% by mass or less.

(Ni:10質量%以下)
Niは、強度調整や耐食性、製造中の酸化挙動制御を目的として含有量が制御される他、特に高周波特性を向上させること等が知られており、0.001質量%以上含有させることが可能である。スクラップ等が混入する実用製鋼法では、不純物として、0.01質量%以上程度含有されることもある。一方で、過剰な添加は添加コストが増加し、磁気特性を低下させるため、Ni含有量は、好ましくは10質量%以下であり、さらに好ましくは3質量%以下である。
(Ni: 10% by mass or less)
The content of Ni is controlled for the purpose of adjusting strength, corrosion resistance, and controlling oxidation behavior during manufacturing, and it is also known to improve high-frequency characteristics in particular, and it is possible to contain Ni in an amount of 0.001% by mass or more. Is. In a practical steelmaking method in which scrap or the like is mixed, impurities may be contained in an amount of about 0.01% by mass or more. On the other hand, excessive addition increases the addition cost and lowers the magnetic properties, so the Ni content is preferably 10% by mass or less, more preferably 3% by mass or less.

(Cu:0.2質量%以下)
Cuは、固溶元素として鋼板の飽和磁束密度Bsを大幅に低下させる。飽和磁束密度Bsの低下は磁気特性の低下につながる。このため、本発明に係る電磁鋼板の鋼板では、特別の目的がない限り、敢えてCuを含有させる必要はない。スクラップ等が混入する実用製鋼法では、不純物として、0.01質量%以上程度含有されることもある。したがって、Cu含有量は、好ましくは0.2質量%以下であり、さらに好ましくは0.15質量%以下である。一方で、Cu析出により高強度化を図ることができることなども知られており、本発明に係る電磁鋼板の鋼板においても公知技術に準じて適宜用いることができる。
(Cu: 0.2% by mass or less)
Cu, as a solid solution element, significantly reduces the saturation magnetic flux density Bs of the steel sheet. A decrease in the saturation magnetic flux density Bs leads to a decrease in magnetic characteristics. Therefore, it is not necessary to intentionally contain Cu in the steel sheet of the electromagnetic steel sheet according to the present invention unless there is a special purpose. In a practical steelmaking method in which scrap or the like is mixed, impurities may be contained in an amount of about 0.01% by mass or more. Therefore, the Cu content is preferably 0.2% by mass or less, and more preferably 0.15% by mass or less. On the other hand, it is also known that the strength can be increased by Cu precipitation, and the electromagnetic steel sheet according to the present invention can be appropriately used according to a known technique.

(B:0.01質量%以下)
Bは、製造中の窒化、浸炭の抑制を目的として含有量が制御される他、特に酸化物、窒化物を含む複合酸化物を形成して磁気特性を向上させること等が知られており、0.0001質量%以上含有させることが可能である。一方で、過剰な添加は鋼が脆化し、磁気特性を低下させるため、B含有量は、好ましくは0.01質量%以下であり、さらに好ましくは0.005質量%以下である。
(B: 0.01% by mass or less)
It is known that the content of B is controlled for the purpose of suppressing nitriding and carburizing during production, and in particular, it forms a composite oxide containing oxides and nitrides to improve magnetic properties. It can be contained in an amount of 0.0001% by mass or more. On the other hand, excessive addition makes the steel brittle and lowers the magnetic properties. Therefore, the B content is preferably 0.01% by mass or less, and more preferably 0.005% by mass or less.

(Nb:0.0020質量%以下)
Nbは、NbCなどの析出物が高強度化に有効に作用するものの、これら析出物が磁壁移動を阻害し、高磁場での磁気特性を大幅に劣化させるため、敢えて含有させる必要はない。このため、Nb含有量は、好ましくは0.0020質量%以下であり、さらに好ましくは0.0010質量%以下である。スクラップ等が混入する実用製鋼法では、不純物として、0.0002質量%以上程度含有されることもある。
(Nb: 0.0020% by mass or less)
Nb does not need to be intentionally contained because precipitates such as NbC effectively increase the strength, but these precipitates hinder the movement of the domain wall and significantly deteriorate the magnetic properties in a high magnetic field. Therefore, the Nb content is preferably 0.0020% by mass or less, and more preferably 0.0010% by mass or less. In a practical steelmaking method in which scrap or the like is mixed, impurities may be contained in an amount of about 0.0002% by mass or more.

(Mo:0.0020質量%以下)
Moは、製造中の窒化、浸炭の抑制を目的として含有量が制御される他、特に酸化物、炭化物を含む複合酸化物を形成して磁気特性を向上させること等が知られており、0.0001質量%以上含有させることが可能である。一方で、これら析出物が磁壁移動を阻害し、高磁場での磁気特性を大幅に劣化させることがあるため、Mo含有量は、好ましくは0.0020質量%以下であり、さらに好ましくは0.0015質量%以下である。
(Mo: 0.0020% by mass or less)
It is known that the content of Mo is controlled for the purpose of suppressing nitriding and carburizing during production, and in particular, it forms a composite oxide containing oxides and carbides to improve magnetic properties. It can be contained in an amount of .0001% by mass or more. On the other hand, since these precipitates may hinder the movement of the domain wall and significantly deteriorate the magnetic properties in a high magnetic field, the Mo content is preferably 0.0020% by mass or less, and more preferably 0. It is 0015 mass% or less.

(REM:0.050質量%以下)
REMは、特に酸化物、硫化物を含む複合酸化物を形成して磁気特性を向上させること等が知られており、0.0001質量%以上含有させることが可能である。一方で、これら析出物が磁壁移動を阻害し、高磁場での磁気特性を大幅に劣化させることがあるため、REM含有量は、好ましくは0.050質量%以下であり、好ましくは0.010質量%以下である。
(REM: 0.050% by mass or less)
REM is known to form a composite oxide containing an oxide and a sulfide to improve magnetic properties, and can contain 0.0001% by mass or more. On the other hand, these precipitates may hinder the movement of the domain wall and significantly deteriorate the magnetic properties in a high magnetic field. Therefore, the REM content is preferably 0.050% by mass or less, preferably 0.010. It is less than mass%.

更に本発明において、母鋼板はα−γ変態系を満たす化学組成を有することが好ましい。α−γ変態系とは、後述の熱膨張収縮挙動において、T1およびT2を有する成分系をいう。母鋼板がα−γ変態系を満たす化学組成を有することにより、鋼板の板厚1/2厚位置における{100}<011>方位の対ランダム強度比が50以上の優れた方向性電磁鋼板を製造することが可能となる。
また、鋼板がα−γ変態系を満たすことにより{100}<011>方位の結晶粒がより優位となるため、追加加熱時後の徐加熱粒成長時の方位発達においても、他の方位の成長が優位となることなく、高磁束密度の保持に有利に作用する。
Further, in the present invention, the mother steel sheet preferably has a chemical composition satisfying the α-γ transformation system. The α-γ transformation system refers to a component system having T1 and T2 in the thermal expansion / contraction behavior described later. Since the base steel sheet has a chemical composition that satisfies the α-γ transformation system, an excellent directional electromagnetic steel sheet having a {100} <011> orientation to random strength ratio of 50 or more at the position of 1/2 thickness of the steel sheet can be obtained. It becomes possible to manufacture.
Further, since the crystal grains in the {100} <011> orientation become more dominant when the steel sheet satisfies the α-γ transformation system, the orientation development during the slow heating grain growth after the additional heating also has other orientations. It favors the maintenance of high magnetic flux density without the predominance of growth.

本発明においては、鋼板をα相単相の状態から加熱する際の熱膨張収縮挙動を測定して図3に示すようにグラフ化し、当該グラフの傾きの変化からT1(℃)、およびT2(℃)を決定する。
具体的には、α相単相の直線的な膨張挙動から傾きが小さくなる方向に外れる点をT1とする。これは、Fe原子1個当たりの占有体積が相対的に大きいα相が、占有体積が相対的に小さいγ相に変態することにより体積収縮が起きたことを示している。
この熱膨張収縮挙動はさらに温度を上げていくと再び傾きが大きくなる。そして再び単調な膨張挙動を示すようになる。この際に、傾きがゼロになる点をT2とする。これはα相中にγ相が相当量形成し、α+γの二相またはγ単相での熱膨張挙動を示す状況になっていることを示す。形成するγ相が少ない場合、熱膨張収縮曲線は変曲点を示すものの傾きが負になる領域を持たず単調に増加し続けることになる。この状況ではT2を決定できない。このような鋼は、前述の{100}<011>方位の高集積化効果を十分に得ることができないため、本発明で規定するα−γ変態系には含めないものとする。
このような熱膨張収縮挙動は、加熱速度にも依存することがよく知られているが、本発明においては、加熱速度を2℃/sとして得られる熱膨張収縮挙動から決定するものとする。
本発明の効果は熱履歴の過程でγ相の形成量が多いほど顕著に発現することから、上記の変化は大きいほど好ましい。本発明においては、これをT1とT2の温度差により規定する。
後述するように{100}<011>方位の対ランダム強度比向上の点から仕上げ焼鈍の最高到達温度をT1以下とすることが好ましい。同じく後述するように、目的とする磁気特性および疲労強度を得るために仕上げ焼鈍の最高到達温度を750℃以上1000℃未満の範囲内にする必要がある。これらを考慮すると、T1は750℃以上であればよく、1000℃以上であれば、750℃以上1000℃未満の範囲内にすると、磁気特性および疲労強度と共に{100}<011>方位の対ランダム強度比向上も達成されるため、母鋼板の化学組成は、T1が1000℃以上の範囲となるものであることが好ましい。
また、上記母鋼板のT2はT2>T1であることから、下限はT1超ということになる。上限は特に限定されないが、後述するように、{100}<011>方位の対ランダム強度比向上の点からスラブ加熱温度をT2以上にすることが好ましいことと、同じく後述するように、熱延組織の不用意な粗大化を回避する観点からスラブ加熱温度を1200℃以下とすることが好ましいことを考慮すると、T2は1200℃以下であることが好ましい。言い方を変えると、本発明鋼板の化学組成は、T2が1200℃以下となるものであることが好ましい。
さらに、T1、T2は、{100}<011>方位の集積度と関連して、好ましい関係を有する。α−γ変態に関して{100}<011>方位の集積度が高くなる本発明の効果は、後述するように熱履歴の過程でγ相の形成量が多いほど顕著に発現し、この影響は、T1とT2の温度差により規定することが可能である。すなわち、T2とT1の温度差が大きいほど、γ相の存在量が大きくなることから、該発明効果を得るために好都合であり、本発明鋼板の化学組成は、T2−T1≧10となるものであることが好ましい。
In the present invention, the thermal expansion / contraction behavior when the steel sheet is heated from the α-phase single-phase state is measured and graphed as shown in FIG. ℃) is determined.
Specifically, T1 is a point deviating from the linear expansion behavior of the α-phase single-phase in the direction in which the slope becomes smaller. This indicates that the α phase, which has a relatively large occupied volume per Fe atom, is transformed into the γ phase, which has a relatively small occupied volume, resulting in volume contraction.
This thermal expansion / contraction behavior becomes steeper again as the temperature is further increased. Then, it begins to show monotonous expansion behavior again. At this time, the point where the slope becomes zero is defined as T2. This indicates that a considerable amount of the γ phase is formed in the α phase, and the thermal expansion behavior in the two phases of α + γ or the single phase of γ is exhibited. When the number of γ phases formed is small, the thermal expansion / contraction curve shows an inflection point but does not have a region where the slope becomes negative and continues to increase monotonically. T2 cannot be determined in this situation. Such steels are not included in the α-γ transformation system specified in the present invention because the above-mentioned highly integrated effect of {100} <011> orientation cannot be sufficiently obtained.
It is well known that such thermal expansion / contraction behavior also depends on the heating rate, but in the present invention, it is determined from the thermal expansion / contraction behavior obtained when the heating rate is 2 ° C./s.
Since the effect of the present invention is more pronounced as the amount of γ phase formed increases in the process of thermal history, the larger the change is, the more preferable. In the present invention, this is defined by the temperature difference between T1 and T2.
As will be described later, it is preferable that the maximum temperature reached for finish annealing is T1 or less from the viewpoint of improving the ratio of {100} <011> orientation to random intensity. As will be described later, it is necessary to set the maximum temperature reached for finish annealing within the range of 750 ° C. or higher and lower than 1000 ° C. in order to obtain the desired magnetic properties and fatigue strength. Considering these, T1 may be 750 ° C. or higher, and if it is 1000 ° C. or higher, when it is within the range of 750 ° C. or higher and lower than 1000 ° C. Since the strength ratio is also improved, the chemical composition of the mother steel sheet is preferably in the range of T1 of 1000 ° C. or higher.
Further, since T2 of the mother steel sheet is T2> T1, the lower limit is more than T1. The upper limit is not particularly limited, but as will be described later, it is preferable to set the slab heating temperature to T2 or higher from the viewpoint of improving the ratio of the intensity to the random intensity of the {100} <011> orientation, and as will be described later, hot rolling. Considering that the slab heating temperature is preferably 1200 ° C. or lower from the viewpoint of avoiding inadvertent coarsening of the structure, T2 is preferably 1200 ° C. or lower. In other words, the chemical composition of the steel sheet of the present invention preferably has a T2 of 1200 ° C. or lower.
Further, T1 and T2 have a preferable relationship in relation to the degree of integration of the {100} <011> orientation. Regarding the α-γ transformation, the effect of the present invention in which the degree of integration of the {100} <011> orientation is increased becomes more remarkable as the amount of γ phase formed increases in the process of thermal history, as will be described later. It can be specified by the temperature difference between T1 and T2. That is, the larger the temperature difference between T2 and T1, the larger the abundance of the γ phase, which is convenient for obtaining the effect of the invention, and the chemical composition of the steel sheet of the present invention is T2-T1 ≧ 10. Is preferable.

(不可避不純物)
本発明の電磁鋼板において鋼板は、本発明の効果を損なわない範囲で、更に不可避的に混入する各種元素(不可避不純物)を含むものであってもよい。
(Inevitable impurities)
In the electromagnetic steel sheet of the present invention, the steel sheet may further contain various elements (unavoidable impurities) that are inevitably mixed as long as the effects of the present invention are not impaired.

鋼板中の各元素の含有割合は、例えば、誘導結合プラズマ質量分析法(ICP−MS法)により測定することができる。具体的には、まず、測定対象となる電磁鋼板を準備する。当該電磁鋼板の一部を切子状にして秤量し、これを測定用試料とする。当該測定用試料を酸に溶解し酸溶解液とし、残渣は濾紙回収して別途アルカリ等に融解し、融解物を酸で抽出して溶液化する。当該溶液と前記酸溶解液とを混合し、必要に応じて希釈することにより、ICP−MS測定用溶液とすることができる。 The content ratio of each element in the steel sheet can be measured by, for example, inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS method). Specifically, first, an electromagnetic steel sheet to be measured is prepared. A part of the electrical steel sheet is cut into pieces and weighed, and this is used as a measurement sample. The sample for measurement is dissolved in an acid to prepare an acid solution, the residue is collected from a filter paper and separately melted in an alkali or the like, and the melt is extracted with an acid to form a solution. By mixing the solution and the acid solution and diluting it if necessary, an ICP-MS measurement solution can be obtained.

< {100}<011>のX線ランダム強度比>
本発明において、結晶方位および結晶面は一般的に鋼板内の結晶の方位や測定される結晶面および集合組織を表現する際に用いられる、鋼板表面に対するもので記述する。すなわち、結晶方位は鋼板表面に垂直な方位であり、結晶面は鋼板表面に平行な面である。また、Feのα相である体心立方の結晶構造に起因した、結晶面についてのX線測定における消滅則を適用した表現している。例えば、結晶方位については、{100}を用い、結晶面や集合組織については、{200}を用いているが、これらは同じ結晶粒に関する情報を表すものである。
また、本発明においてX線ランダム強度比とは、結晶方位の集積状況がランダムである試料のX線積分強度に対する比を意味する。
本発明の電磁鋼板は、板面(鋼板表面)に対する{100}<011>のX線ランダム強度比を高めて、圧延方向に対して45°方向に高い磁束密度を得ることができる。板面(鋼板表面)に対する{100}<011>のX線ランダム強度比が鋼板の板厚1/2厚位置において50以上であることにより、圧延方向に対して45°方向に十分に高い磁束密度を得ることができ、中でも60以上であることが好ましい。また、X線ランダム強度比の上限は特に限定されないが、磁束密度を高める効果は飽和するため、通常、X線ランダム強度は200以下で十分である。
{100}<011>のα−Fe相のX線ランダム強度比はX線回折によって測定されるα−Fe相の{200}、{110}、{310}、{211}の極点図を基に級数展開法で計算した、3次元集合組織を表す結晶方位分布関数(Orientation Distribution Function;ODF)から求めることができる。
なお、ランダム強度比とは、特定の方位への集積を持たない標準試料と供試材のX線強度を同条件で測定し、得られた供試材のX線強度を標準試料のX線強度で除した数値である。その際、測定面は滑らかになるよう化学研磨等で仕上げる。
<{100} <011> X-ray random intensity ratio>
In the present invention, the crystal orientation and the crystal plane are generally described with respect to the surface of the steel sheet, which is used to express the orientation of the crystal in the steel sheet and the crystal plane and texture to be measured. That is, the crystal orientation is the orientation perpendicular to the surface of the steel sheet, and the crystal plane is the plane parallel to the surface of the steel sheet. Further, the expression is made by applying the extinction rule in the X-ray measurement of the crystal plane due to the crystal structure of the body-centered cubic which is the α phase of Fe. For example, {100} is used for the crystal orientation, and {200} is used for the crystal plane and texture, but these represent information on the same crystal grains.
Further, in the present invention, the X-ray random intensity ratio means a ratio to the X-ray integrated intensity of a sample in which the accumulation state of the crystal orientation is random.
The electromagnetic steel sheet of the present invention can increase the X-ray random intensity ratio of {100} <011> to the plate surface (steel plate surface) to obtain a high magnetic flux density in the 45 ° direction with respect to the rolling direction. Since the X-ray random intensity ratio of {100} <011> to the plate surface (steel plate surface) is 50 or more at the plate thickness 1/2 thickness position of the steel plate , the magnetic flux is sufficiently high in the 45 ° direction with respect to the rolling direction. The density can be obtained, and it is preferably 60 or more. Further, the upper limit of the X-ray random intensity ratio is not particularly limited, but since the effect of increasing the magnetic flux density is saturated, an X-ray random intensity ratio of 200 or less is usually sufficient.
The X-ray random intensity ratio of the α-Fe phase of {100} <011> is based on the pole diagrams of {200}, {110}, {310}, and {211} of the α-Fe phase measured by X-ray diffraction. It can be obtained from the crystal orientation distribution function (ODF) that represents a three-dimensional texture calculated by the series expansion method.
The random intensity ratio is the X-ray intensity of the standard sample and the test material that do not accumulate in a specific orientation under the same conditions, and the X-ray intensity of the obtained test material is the X-ray intensity of the standard sample. It is the value divided by the intensity. At that time, the measurement surface is finished by chemical polishing or the like so as to be smooth.

本発明の電磁鋼板は、鋼板表面に、更に、絶縁皮膜を有していてもよい。
本発明において絶縁皮膜は、特に限定されず、公知のものの中から、用途等に応じて適宜選択して用いることができ、有機系皮膜、無機系皮膜のいずれであってもよい。有機系皮膜としては、例えばポリアミン系樹脂、アクリル樹脂、アクリルスチレン樹脂、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレン樹脂、酢酸ビニル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。また、無機系皮膜としては、例えば、リン酸塩系皮膜、リン酸アルミニウム系皮膜や、更に前記の樹脂を含む有機−無機複合系皮膜等が挙げられる。
上記絶縁皮膜の厚みは、特に限定されないが、片面当たりの膜厚が0.05μm以上、2μm以下であることが好ましい。
The electromagnetic steel sheet of the present invention may further have an insulating film on the surface of the steel sheet.
In the present invention, the insulating film is not particularly limited, and can be appropriately selected and used from known ones according to the intended use, and may be either an organic film or an inorganic film. Examples of the organic film include polyamine resins, acrylic resins, acrylic styrene resins, alkyd resins, polyester resins, silicone resins, fluororesins, polyolefin resins, styrene resins, vinyl acetate resins, epoxy resins, phenol resins, urethane resins, and melamines. Examples include resin. Examples of the inorganic film include a phosphate film, an aluminum phosphate film, and an organic-inorganic composite film containing the above resin.
The thickness of the insulating film is not particularly limited, but the film thickness per side is preferably 0.05 μm or more and 2 μm or less.

絶縁皮膜の形成方法は特に限定されないが、例えば、上記の樹脂や無機物を溶剤に溶解した絶縁皮膜形成用組成物を調製し、当該絶縁皮膜形成用組成物を、鋼板表面に公知の方法で均一に塗布することにより絶縁皮膜を形成することができる。 The method for forming the insulating film is not particularly limited, but for example, a composition for forming an insulating film in which the above resin or an inorganic substance is dissolved in a solvent is prepared, and the composition for forming the insulating film is uniformly applied to the surface of the steel sheet by a known method. An insulating film can be formed by applying to.

本発明の電磁鋼板の厚みは、用途等に応じて適宜調整すればよく特に限定されるものではないが、製造上の観点から、通常、0.10mm以上0.50mm以下であり、0.015mm以上0.50mm以下がより好ましい。磁気特性と生産性のバランスの観点からは、0.015mm以上0.35mm以下が好ましい。 The thickness of the electromagnetic steel sheet of the present invention may be appropriately adjusted according to the intended use and is not particularly limited, but is usually 0.10 mm or more and 0.50 mm or less, and 0.015 mm from the viewpoint of manufacturing. More preferably 0.50 mm or less. From the viewpoint of the balance between magnetic characteristics and productivity, 0.015 mm or more and 0.35 mm or less is preferable.

本発明の電磁鋼板は、任意の形状に打ち抜き加工して用いられる用途に特に適している。例えば、電気機器に用いられるサーボモータ、ステッピングモータ、電気機器のコンプレッサー、産業用途に使用されるモータ、電気自動車、ハイブリッドカー、電車の駆動モータ、様々な用途で使用される発電機や鉄心、チョークコイル、リアクトル、電流センサー等、電磁鋼板が用いられている従来公知の用途にいずれも好適に適用できる。
中でも本発明においては、後述するロータ用モータコア、ステータ用モータコアに好適に用いることができる。
また、本発明の電磁鋼板は、析出物を粗大かつ低個数密度化し、平均結晶粒径を60μm以上80μm以下と微細化することにより、電磁鋼板の疲労強度の向上の効果も得られる。
The electrical steel sheet of the present invention is particularly suitable for applications in which it is punched into an arbitrary shape. For example, servo motors and stepping motors used in electrical equipment, compressors in electrical equipment, motors used in industrial applications, electric vehicles, hybrid cars, drive motors for trains, generators and iron cores used in various applications, chokes. Any of conventionally known applications in which an electromagnetic steel plate is used, such as a coil, a reactor, and a current sensor, can be suitably applied.
Above all, in the present invention, it can be suitably used for a rotor motor core and a stator motor core, which will be described later.
Further, in the electromagnetic steel sheet of the present invention, the effect of improving the fatigue strength of the electrical steel sheet can be obtained by making the precipitates coarse and low in number and making the average crystal grain size finer to 60 μm or more and 80 μm or less.

[電磁鋼板の製造方法]
本発明に係る電磁鋼板の製造方法は、
Siを2.0質量%以上4.5質量%以下、Mnを2.5質量%以上5.0%質量以下、更に、Ca、Mg、Ce、Ti、Ba、及びBeより選択される1種以上の元素を合計で0.0001質量%以上0.1質量%以下含有し、Alが0.03質量%未満、Cが0.002質量%未満、Sが0.002質量%未満であり、Feを主成分とするインゴットを熱延板とする熱間圧延工程と、前記熱延板を酸洗する工程と、前記熱延板を冷延板とする冷間圧延工程と、前記冷延板の仕上焼鈍工程とを有し、
前記仕上焼鈍工程の加熱条件が、加熱速度5℃/s以上、最高到達温度750℃以上1000℃未満、750℃以上での保持時間が20秒以上150秒以下であることを特徴とする。
[Manufacturing method of electrical steel sheet]
The method for manufacturing an electromagnetic steel sheet according to the present invention is as follows.
Si is 2.0% by mass or more and 4.5% by mass or less, Mn is 2.5% by mass or more and 5.0% by mass or less, and one kind selected from Ca, Mg, Ce, Ti, Ba, and Be. The above elements are contained in a total amount of 0.0001% by mass or more and 0.1% by mass or less, Al is less than 0.03% by mass, C is less than 0.002% by mass, and S is less than 0.002% by mass. A hot rolling step in which an ingot containing Fe as a main component is used as a hot-rolled plate, a step of pickling the hot-rolled plate, a cold rolling step in which the hot-rolled plate is used as a cold-rolled plate, and the cold-rolled plate. Has a finishing annealing process and
The heating conditions of the finish annealing step are a heating rate of 5 ° C./s or more, a maximum ultimate temperature of 750 ° C. or more and less than 1000 ° C., and a holding time of 750 ° C. or more for 20 seconds or more and 150 seconds or less.

本発明の電磁鋼板の製造方法は、Mnを特定量含有するインゴットを用い、仕上焼鈍工程において、従来よりも加熱速度が高く、且つ従来よりもやや低温の条件で熱処理することにより、平均結晶粒径が60μm以上80μm以下の電磁鋼板を製造することができ、疲労強度に優れ、低鉄損で、歪取り焼鈍時における磁束密度の低下が抑制された電磁鋼板を得ることができる。 In the method for producing electrical steel sheets of the present invention, an ingot containing a specific amount of Mn is used, and in the finishing annealing step, average crystal grains are heat-treated under conditions of a higher heating rate than the conventional one and a slightly lower temperature than the conventional one. It is possible to manufacture an electromagnetic steel sheet having a diameter of 60 μm or more and 80 μm or less, and it is possible to obtain an electromagnetic steel sheet having excellent fatigue strength, low iron loss, and suppressed decrease in magnetic flux density during strain removing annealing.

本発明の電磁鋼板の製造工程は、一般の電磁鋼板に適用されている工程および設備を用いて実施することができる。
例えば、転炉あるいは電気炉などで所定の成分組成に溶製された鋼を、脱ガス設備で二次精錬し、連続鋳造または造塊後の分塊圧延により鋼スラブとしたのち、熱間圧延、熱延板焼鈍、酸洗、冷間または温間圧延、仕上焼鈍および絶縁被膜塗布焼き付けといった工程である。
The manufacturing process of the electromagnetic steel sheet of the present invention can be carried out by using the processes and equipment applied to general electromagnetic steel sheets.
For example, steel melted to a predetermined composition in a converter or electric furnace is secondarily refined in a degassing facility to form a steel slab by continuous casting or ingot rolling after ingot forming, and then hot rolling. , Hot-rolled sheet annealing, pickling, cold or warm rolling, finish annealing and insulating coating coating baking.

ここで、所望の鋼組織を得るために、製造条件を以下に述べるように制御することが必要である。
まず、鋳造においては、酸化物の微細化を回避し、本発明に好適な形態を有する酸化物を形成するため、凝固を開始した鋳片表面について、凝固後1400℃までの冷却速度を0.1℃/s以上30℃/s以下とすることが好ましい。冷却速度が0.1℃/s未満では生産性が悪い。30℃/s超では酸化物が微細となり、本発明効果を有する適切なサイズおよび個数密度の酸化物の形成が困難となる。
まず、熱間圧延に際してスラブ加熱温度を1200℃以下とし、熱延前組織の不用意な粗大化を回避する。本発明鋼のようにSiを高い濃度で含有する鋼板は、熱履歴に対するα−γ変態がなくなりα単相鋼となる場合もある。このような単相鋼は、変態を有する鋼であれば変態により組織が微細化するような熱延程度の熱履歴において組織が粗大化しやすい。熱延前組織が粗大化すると、熱延後に粗大な加工組織(扁平組織)が残留し、冷延後の鋼板表面にリジングまたはローピングと呼ばれる肌荒れが起きてしまう。下限は特に限定しないが、一般的な熱延設備で生産性を阻害せずに圧延を実施するには1000℃以上とすることが適切である。好ましい範囲は1180℃以下、さらに好ましくは1100℃以下である。
Here, in order to obtain a desired steel structure, it is necessary to control the production conditions as described below.
First, in casting, in order to avoid miniaturization of the oxide and form an oxide having a form suitable for the present invention, the cooling rate of the slab surface at which solidification has started is set to 0. It is preferably 1 ° C./s or more and 30 ° C./s or less. If the cooling rate is less than 0.1 ° C / s, the productivity is poor. Above 30 ° C./s, the oxide becomes fine, and it becomes difficult to form an oxide of an appropriate size and number density having the effect of the present invention.
First, during hot rolling, the slab heating temperature is set to 1200 ° C. or lower to avoid inadvertent coarsening of the pre-rolled structure. A steel sheet containing a high concentration of Si, such as the steel of the present invention, may become an α single-phase steel without α-γ transformation with respect to thermal history. In such a single-phase steel, if the steel has a transformation, the structure tends to be coarsened in a thermal history of about hot rolling such that the structure becomes finer due to the transformation. When the structure before hot rolling becomes coarse, a coarse processed structure (flat structure) remains after hot rolling, and rough skin called rigging or roping occurs on the surface of the steel sheet after cold rolling. The lower limit is not particularly limited, but it is appropriate to set the temperature to 1000 ° C. or higher in order to carry out rolling without impairing productivity in a general hot rolling facility. The preferred range is 1180 ° C. or lower, more preferably 1100 ° C. or lower.

さらに必要に応じて、熱延板焼鈍を実施する。条件は公知の条件を適用すればよい。
以下、冷間圧延、仕上焼鈍を施す無方向性電磁鋼板の製造工程(いわゆる1回冷延法)での限定理由を述べる。
Further, if necessary, hot-rolled sheet annealing is carried out. As the conditions, known conditions may be applied.
Hereinafter, the reasons for limitation in the manufacturing process (so-called one-time cold rolling method) of non-oriented electrical steel sheets to be cold-rolled and finish-annealed will be described.

次に、冷間または温間圧延を施すが、このときの圧下率は83%以上とすることが好ましい。圧下率が83%に満たないと、本発明の特徴と言える、粒成長に伴う磁気特性の低下を回避できる結晶方位の状態に適正に制御しにくくなるからである。 Next, cold or warm rolling is performed, and the rolling reduction at this time is preferably 83% or more. This is because if the reduction rate is less than 83%, it becomes difficult to properly control the state of the crystal orientation that can avoid the deterioration of the magnetic characteristics due to the grain growth, which is a feature of the present invention.

ついで、仕上焼鈍を施すが、この際の焼鈍条件は400℃から750℃までの平均加熱速度:5℃/s以上、最高到達温度:750℃以上1000℃未満で、750℃以上での保持時間:20秒以上150秒以下とする。
上記の熱処理条件において重要なのは、冷延後に再結晶を開始させる焼鈍における加熱速度である。本発明効果を得るには、400℃から750℃までの平均加熱速度を5℃/s以上とすること。これは、前述した本発明効果を得るための基本的なメカニズムとも言える、その後に徐加熱による追加熱処理を行い粒成長をさせた際に、磁気特性劣化につながる結晶方位の生成を避け、粒成長に伴う磁気特性劣化の回避効果につながる結晶方位を得るためである。この加熱を徐加熱としてしまうと本発明効果を得ることが困難となる。好ましくは20℃/s以上、さらに好ましくは100℃/s以上、さらに好ましくは400℃/s以上である。
鋼成分や熱延条件などにもよるが、最高到達温度および750℃以上での保持時間は、適切な結晶粒径を得るための目途となるものである。最高到達温度が750℃未満、または750℃以上での保持時間が20秒未満では、結晶粒成長が不十分で磁気特性、特に十分な鉄損を得ることが困難となる。最高到達温度が1000℃以上では、結晶粒径を適切な範囲(80μm以下)に制御することが困難となり、十分な疲労強度を得ることができない。また、750℃以上での保持時間が150秒超では、結晶粒成長が過度になり、その後に徐加熱による追加熱処理を行い粒成長をさせた際の磁気特性劣化の回避効果を得ることができる結晶方位を残存させることが困難となるばかりでなく、本発明鋼板が特徴とする高強度を維持することが困難となる。
Next, finish annealing is performed. The annealing conditions at this time are an average heating rate from 400 ° C. to 750 ° C.: 5 ° C./s or higher, a maximum temperature reached: 750 ° C. or higher and lower than 1000 ° C., and a holding time at 750 ° C. or higher. : 20 seconds or more and 150 seconds or less.
What is important in the above heat treatment conditions is the heating rate in annealing in which recrystallization is initiated after cold rolling. In order to obtain the effect of the present invention, the average heating rate from 400 ° C. to 750 ° C. should be 5 ° C./s or more. This can be said to be the basic mechanism for obtaining the above-mentioned effect of the present invention. When grain growth is subsequently performed by performing additional heat treatment by slow heating, grain growth is avoided, which leads to deterioration of magnetic properties. This is to obtain a crystal orientation that leads to an effect of avoiding deterioration of magnetic characteristics due to the above. If this heating is slow heating, it becomes difficult to obtain the effect of the present invention. It is preferably 20 ° C./s or higher, more preferably 100 ° C./s or higher, and even more preferably 400 ° C./s or higher.
Although it depends on the steel composition and hot rolling conditions, the maximum temperature reached and the holding time at 750 ° C. or higher are the targets for obtaining an appropriate crystal grain size. If the maximum temperature reached is less than 750 ° C. or the holding time at 750 ° C. or higher is less than 20 seconds, the crystal grain growth is insufficient and it becomes difficult to obtain magnetic characteristics, particularly sufficient iron loss. When the maximum temperature reached is 1000 ° C. or higher, it becomes difficult to control the crystal grain size within an appropriate range (80 μm or less), and sufficient fatigue strength cannot be obtained. Further, if the holding time at 750 ° C. or higher is more than 150 seconds, the crystal grain growth becomes excessive, and then the effect of avoiding the deterioration of the magnetic characteristics when the grain growth is performed by performing additional heat treatment by slow heating can be obtained. Not only is it difficult to retain the crystal orientation, but it is also difficult to maintain the high strength characteristic of the steel sheet of the present invention.

以上、熱延板焼鈍後、1回の温間または冷間圧延で最終板厚とする、いわゆる1回冷延法を適用した場合について説明したが、温間または冷間圧延を中間焼鈍を挟んで2回施す、いわゆる2回冷延法を適用する場合にも有効である。
2回冷延法は、1回冷延法と比べると生産性の観点からは不利であるが、素材の強度が高く1回圧延法では圧延機の能力を超える場合や、磁気特性の一層の向上を図る場合などに用いて好適な方法である。
The case where the so-called one-time cold-rolling method, in which the final plate thickness is obtained by one warm or cold rolling after hot-rolled sheet annealing, has been described above, but the warm or cold rolling is sandwiched between intermediate annealing. It is also effective when applying the so-called double cold rolling method, which is applied twice.
The double cold rolling method is disadvantageous in terms of productivity compared to the single cold rolling method, but the strength of the material is high and the single rolling method exceeds the capacity of the rolling mill, or the magnetic properties are further increased. This is a suitable method for improvement.

上記した仕上焼鈍後、鉄損を低減するために鋼板の表面に絶縁コーティングを施すことが有利である。この際、良好な打抜き性を確保するためには、樹脂を含有する有機コーティングが望ましく、一方溶接性を重視する場合には半有機や無機コーティングを適用することが望ましい。 After the finish annealing described above, it is advantageous to apply an insulating coating to the surface of the steel sheet in order to reduce iron loss. At this time, in order to ensure good punching property, an organic coating containing a resin is desirable, while when weldability is important, it is desirable to apply a semi-organic or inorganic coating.

また、鋼板の板厚1/2厚位置における{100}<011>方位の対ランダム強度比が50以上である電磁鋼板を製造する場合は、例えば以下の製造方法を採用することができる。 Further, when manufacturing an electromagnetic steel sheet in which the ratio of random strength to random strength in the {100} <011> orientation at the position where the thickness of the steel sheet is 1/2 is 50 or more, for example, the following manufacturing method can be adopted.

即ち、α−γ変態系を満たす化学組成を有するインゴットを用いる場合において、本発明に係る電磁鋼板の製造方法は、
α−γ変態系であり、Siを2.0質量%以上4.5質量%以下、Mnを2.5質量%以上5.0%質量以下、更に、Ca、Mg、Ce、Ti、Ba、及びBeより選択される1種以上の元素を合計で0.0001質量%以上0.1質量%以下含有し、Alが0.03質量%未満、Cが0.002質量%未満、Sが0.002質量%未満であり、Feを主成分とするインゴットを熱延板とする熱間圧延工程と、前記熱延板を酸洗する工程と、前記熱延板を冷延板とする冷間圧延工程と、前記冷延板の仕上焼鈍工程とを有し、
前記仕上焼鈍工程の加熱条件が、加熱速度5℃/s以上、最高到達温度750℃以1000℃未満且つ上前記インゴットのT1以下、750℃以上での保持時間が45秒以上150秒以下であることを特徴とする。
That is, when an ingot having a chemical composition satisfying the α-γ transformation system is used, the method for producing an electromagnetic steel sheet according to the present invention is:
It is an α-γ transformation system, Si is 2.0% by mass or more and 4.5% by mass or less, Mn is 2.5% by mass or more and 5.0% or less by mass, and Ca, Mg, Ce, Ti, Ba, And Be contains one or more elements selected from Be in total of 0.0001% by mass or more and 0.1% by mass or less, Al is less than 0.03% by mass, C is less than 0.002% by mass, and S is 0. A hot rolling step of using an ingot containing Fe as a main component as a hot-rolled plate, a step of pickling the hot-rolled plate, and a cold-rolling step of using the hot-rolled plate as a cold-rolled plate, which is less than .002% by mass. It has a rolling process and a finishing annealing process for the cold-rolled plate.
The heating conditions of the finishing annealing step are a heating rate of 5 ° C./s or more, a maximum ultimate temperature of 750 ° C. or more and less than 1000 ° C., and a holding time of the ingot at T1 or less and 750 ° C. or more for 45 seconds or more and 150 seconds or less. It is characterized by that.

以下、α−γ変態系を満たす化学組成を有するインゴットを用いる場合において、{100}<011>方位の対ランダム強度比を50以上とするための好ましい方法について記載する。以下で記述がない工程の条件については、前記のα−γ変態系に限定されない製造法に準じたものとすればよい。 Hereinafter, when an ingot having a chemical composition satisfying the α-γ transformation system is used, a preferable method for setting the ratio of the intensity to the random intensity of the {100} <011> orientation to 50 or more will be described. The process conditions not described below may be in accordance with the above-mentioned production method not limited to the α-γ transformation system.

(熱間圧延工程)
熱間圧延に供するスラブは、例えば公知の方法で鋳造された50mm以上の厚さであり、加熱後、粗圧延、仕上げ圧延により熱延板を得る。
本発明製造方法においてα−γ変態系を満たす化学組成を有するインゴットを用いる場合では、スラブ加熱温度をT2以上とすることが好ましい。α−γ変態系を満たす化学組成を有するインゴットを用いる場合においては、熱間圧延の途中で変態することが一つのポイントとなっていると考えられる。スラブ加熱温度がT2未満だと、熱間圧延の途中でオーステナイト相からフェライト相へ変態する組織の量が少なくなり、冷間圧延、仕上げ焼鈍の後の{100}<011>方位の対ランダム強度比を十分に高くすることができない。この理由は明確ではないが、本発明が対象とする高Mn鋼に特有の、熱延途中での変態による組織の微細化および結晶方位の変化が影響しているものと考えられる。
さらに熱延前組織の不用意な粗大化を回避するためには、スラブ加熱温度は1200℃以下であることが好ましいことは、前述のα−γ変態系の組成を有するインゴットに限定されない場合と同様である。
(Hot rolling process)
The slab to be subjected to hot rolling has a thickness of 50 mm or more cast by, for example, a known method, and after heating, a hot-rolled plate is obtained by rough rolling and finish rolling.
When an ingot having a chemical composition satisfying the α-γ transformation system is used in the production method of the present invention, the slab heating temperature is preferably T2 or higher. When using an ingot having a chemical composition that satisfies the α-γ transformation system, it is considered that transformation during hot rolling is one of the points. When the slab heating temperature is less than T2, the amount of structure that transforms from the austenite phase to the ferrite phase during hot rolling decreases, and the strength against randomness in the {100} <011> orientation after cold rolling and finish annealing. The ratio cannot be high enough. The reason for this is not clear, but it is considered that the fineness of the structure and the change in crystal orientation due to transformation during hot rolling, which are peculiar to the high Mn steel targeted by the present invention, have an effect.
Further, in order to avoid inadvertent coarsening of the pre-rolled structure, the slab heating temperature is preferably 1200 ° C. or lower, not limited to the ingot having the above-mentioned α-γ transformation system composition. The same is true.

α−γ変態系を満たす化学組成を有するインゴットを用いる場合、熱間圧延においては、圧延中の再結晶を抑制するため、圧延温度をT1未満として、フェライト域で圧延することが好ましい。このためには仕上げ温度(仕上げ圧延終了温度)がT1未満であれば良いが、さらに仕上げ圧延開始温度をT1未満とすれば、仕上げ圧延の全段をT1未満の温度域で実施することも可能となり好ましい。
上記の温度はさらに好ましくはT1−50℃以下である。
When an ingot having a chemical composition satisfying the α-γ transformation system is used, in hot rolling, in order to suppress recrystallization during rolling, it is preferable to roll in a ferrite region at a rolling temperature of less than T1. For this purpose, the finish temperature (finish rolling end temperature) may be less than T1, but if the finish rolling start temperature is less than T1, all stages of finish rolling can be carried out in a temperature range of less than T1. It is preferable.
The above temperature is more preferably T1-50 ° C. or lower.

また、α−γ変態系を満たす化学組成を有するインゴットを用いる場合においては、Mnが2.5質量%以上含有している鋼板を用いているため、転位の移動速度が著しく遅く、熱間圧延工程における仕上げ圧延において、仕上げ温度が、熱延板のT1超であってもオーステナイト相が加工されたまま維持される。このため、仕上げ圧延終了後、3sec以内に200℃/sec以上の冷却速度で250℃以下まで冷却する冷却工程を設けることにより、加工オーステナイトからフェライトへ変態させることで、フェライト域で圧延したのと同等の効果を得ることが可能である。もちろん上記の冷却を仕上げ温度をT1未満として適用すれば、加工フェライト相の再結晶をさらに抑制した熱延鋼板を得ることが可能であり、好ましいものと言える。 Further, when an ingot having a chemical composition satisfying the α-γ transformation system is used, since a steel sheet containing 2.5% by mass or more of Mn is used, the transfer rate of the rearrangement is extremely slow, and hot rolling is performed. In the finish rolling in the process, the austenite phase is maintained as it is processed even if the finish temperature exceeds T1 of the hot-rolled sheet. Therefore, after the finish rolling is completed, a cooling step of cooling to 250 ° C. or lower at a cooling rate of 200 ° C./sec or higher is provided within 3 seconds to transform the processed austenite into ferrite, thereby rolling in the ferrite region. It is possible to obtain the same effect. Of course, if the above cooling is applied with the finishing temperature set to less than T1, it is possible to obtain a hot-rolled steel sheet in which recrystallization of the processed ferrite phase is further suppressed, which is preferable.

その後、鋼板はコイルに巻き取られる。{100}<011>方位の対ランダム強度比を50以上にするという本発明の効果を得るには、熱延鋼板の再結晶を避けるべきであり、巻取り温度は低い方が好ましい。とは言え、本発明鋼板は上述のようにMnを多量に含有しており再結晶の進行が遅いため、650℃以下であれば十分である。 After that, the steel plate is wound around the coil. In order to obtain the effect of the present invention that the ratio of {100} <011> orientation to random strength is 50 or more, recrystallization of the hot-rolled steel sheet should be avoided, and a low winding temperature is preferable. However, since the steel sheet of the present invention contains a large amount of Mn as described above and the progress of recrystallization is slow, 650 ° C. or lower is sufficient.

本発明のα−γ変態系を満たす化学組成を有するインゴットを用いる製造方法を限定するものではなく、またα−γ変態系を満たす化学組成を有するインゴットを用いる製造方法の熱間圧延工程で得られる熱延板を限定するものでもないが、冷延焼鈍後に{100}<011>方位の対ランダム強度比を50以上にするという効果を得るために好ましい、熱間圧延工程後の熱延板に現れる特徴を下記(1)〜(5)で説明しておく。 The production method using an ingot having a chemical composition satisfying the α-γ transformation system of the present invention is not limited, and it is obtained by the hot rolling step of the production method using an ingot having a chemical composition satisfying the α-γ transformation system. Although the hot-rolled plate to be produced is not limited, the hot-rolled plate after the hot-rolling step is preferable in order to obtain the effect of making the ratio of random strength to random strength of {100} <011> orientation 50 or more after cold-rolling annealing. The features appearing in are described in (1) to (5) below.

(1)熱延板表層の転位密度
上記熱延板においては、表層の転位密度が高くなる特徴を有することが好ましい。ここで蓄積された歪が、冷延焼鈍後の{100}<011>方位の集積に有効に作用していると思われる。転位密度としては、2×1015/m以上にもなる。転位密度が2×1015/m未満で、ひずみが十分ではない場合、冷延焼鈍後の{100}<011>方位の発達を十分に促進するためには冷延圧下率を例えば97%以上に高める必要性も生じ、製造効率の点では不利となる。ここで熱延板表層とは最表面から20μm以上1/4t以下の任意の位置とする。転位密度の測定はエッチピット法や透過型電子顕微鏡による観察などで行うことが出来る。
さらに転位密度の上昇と関連して、以下のような特徴が現れることが好ましい。
(1) Dislocation Density of Surface Layer of Hot Rolled Plate The above hot rolled plate preferably has a feature that the dislocation density of the surface layer is high. It is considered that the strain accumulated here effectively acts on the accumulation of the {100} <011> orientation after cold rolling annealing. The dislocation density is 2 × 1015 / m 2 or more. When the dislocation density is less than 2 × 1015 / m 2 and the strain is not sufficient, the cold rolling reduction ratio is set to, for example, 97% or more in order to sufficiently promote the development of the {100} <011> orientation after cold rolling annealing. There is also a need to increase the production efficiency, which is disadvantageous in terms of manufacturing efficiency. Here, the surface layer of the hot-rolled plate is at an arbitrary position of 20 μm or more and 1/4 t or less from the outermost surface. The dislocation density can be measured by the etch pit method or observation with a transmission electron microscope.
Further, it is preferable that the following characteristics appear in association with the increase in dislocation density.

(2)熱延板表層のビッカース硬度
上記熱延板においては、表層のビッカース硬度が高くなる特徴を有するが好ましい。その硬度は200HV以上、さらには230HV以上にもなる。硬度が低くなる状況では熱延後の再結晶が過剰に起き、ひずみが解放されてしまい、上記の転位密度が低下していると判断できる。
(2) Vickers hardness of the surface layer of the hot-rolled plate The above-mentioned hot-rolled plate preferably has a feature that the Vickers hardness of the surface layer is high. Its hardness is 200 HV or more, and even 230 HV or more. In a situation where the hardness is low, recrystallization after hot rolling occurs excessively, the strain is released, and it can be judged that the above-mentioned dislocation density is lowered.

(3)熱延板表層の結晶粒径
上記熱延板においては表層の結晶粒が、再結晶組織である場合は微細となる特徴を有するが好ましい。平均結晶粒径が粗大となる状況では熱延後の再結晶が過剰に起き、ひずみが解放されてしまい、上記の転位密度が低下していると判断できる。平均粒径としては例えば30μm以下、好ましくは25μm以下となる。平均結晶粒径は線分法によって求めることができる。
(3) Crystal grain size of the surface layer of the hot-rolled plate The crystal grains of the surface layer of the hot-rolled plate are preferably fine when they have a recrystallized structure. In a situation where the average crystal grain size is coarse, recrystallization after hot rolling occurs excessively, strain is released, and it can be judged that the above-mentioned dislocation density is lowered. The average particle size is, for example, 30 μm or less, preferably 25 μm or less. The average crystal grain size can be determined by the line segment method.

(4)熱延板の再結晶率
また、上記熱延板においては結晶組織が完全に再結晶していない組織となる特徴を有するものであることが好ましい。熱延板の再結晶はひずみの解放につながり、上記の転位密度が低下していると判断できる。下記式(1)で示される、熱延板の再結晶率は例えば、90%以下、さらに50%以下、また、0(ゼロ)%の完全未再結晶組織(完全加工組織)にもなり、上記の転位密度を高める観点で都合のよい組織となる。なお、本発明において加工組織とは、図2の例に示されるように、結晶粒ではない繊維状の組織として認識される。
ここで再結晶率は熱延板の圧延面に垂直な任意の断面から求める。観察視野は少なくとも板厚全体×長さ5mmの領域とする。合計が板厚全体×長さ5mm以上となるように複数の観察視野を用いてもよい。
再結晶率(%)=(再結晶粒の面積の合計)÷(観察視野全体の面積)×100
・・・(式1)
(4) Recrystallization rate of the hot-rolled plate Further, it is preferable that the hot-rolled plate has a characteristic that the crystal structure is not completely recrystallized. It can be judged that the recrystallization of the hot-rolled plate leads to the release of strain and the above-mentioned dislocation density is lowered. The recrystallization rate of the hot-rolled sheet represented by the following formula (1) is, for example, 90% or less, further 50% or less, and 0 (zero)% completely unrecrystallized structure (completely processed structure). The structure is convenient from the viewpoint of increasing the dislocation density. In the present invention, the processed structure is recognized as a fibrous structure that is not a crystal grain, as shown in the example of FIG.
Here, the recrystallization rate is obtained from an arbitrary cross section perpendicular to the rolled surface of the hot-rolled plate. The observation field of view shall be a region of at least the entire plate thickness x length of 5 mm. A plurality of observation fields may be used so that the total is the total plate thickness × length 5 mm or more.
Recrystallization rate (%) = (total area of recrystallized grains) ÷ (area of the entire observation field) x 100
... (Equation 1)

また、上記熱延板は、上記(3)熱延板表層の結晶粒径と、上記(4)熱延板の再結晶率が、以下の関係を有すると、冷延焼鈍後の{100}<011>方位の発達により好ましい。
再結晶率が80%超100%以下の場合には、再結晶粒の粒径は15μm以下が好ましい。
再結晶率が50%超80%以下の場合には、再結晶粒の粒径は20μm以下が好ましい。
再結晶率が20%超50%以下の場合には、再結晶粒の粒径は25μm以下が好ましい。
再結晶率が20%以下の場合には、再結晶粒の粒径は40μm以下が好ましく、30μm以下がより好ましい。
Further, in the hot-rolled plate, if the crystal grain size of the (3) hot-rolled plate surface layer and the recrystallization rate of the (4) hot-rolled plate have the following relationship, {100} after cold-rolling annealing. <011> Preferable due to the development of orientation.
When the recrystallization rate is more than 80% and 100% or less, the particle size of the recrystallized grains is preferably 15 μm or less.
When the recrystallization rate is more than 50% and 80% or less, the particle size of the recrystallized grains is preferably 20 μm or less.
When the recrystallization rate is more than 20% and 50% or less, the particle size of the recrystallized grains is preferably 25 μm or less.
When the recrystallization rate is 20% or less, the particle size of the recrystallized grains is preferably 40 μm or less, more preferably 30 μm or less.

上記熱延板の性質を満たすような製造条件としては、例えば以下のような点に注意して適宜調整すればよい。
例えば、仕上圧延を再結晶が生じにくいフェライト域で圧延する。また相変態を生じるような温度域で仕上圧延を行った場合には、圧延直後から3sec以内に冷却速度200℃/sec以上で急冷することにより、熱間圧延後のオーステナイト相の再結晶を抑制して、加工オーステナイトからフェライトへ変態させてひずみを蓄積できる。
As the manufacturing conditions that satisfy the above-mentioned properties of the hot-rolled plate, for example, the following points may be noted and appropriately adjusted.
For example, finish rolling is performed in a ferrite region where recrystallization is unlikely to occur. When finish rolling is performed in a temperature range that causes phase transformation, recrystallization of the austenite phase after hot rolling is suppressed by quenching at a cooling rate of 200 ° C./sec or more within 3 seconds immediately after rolling. Then, the processed austenite can be transformed into ferrite to accumulate strain.

本発明においては、Mnが2.5質量%以上含有している鋼板を用いているため、粒界の移動速度が著しく遅く、熱間圧延工程における仕上圧延において、仕上げ温度が、熱延板のT1超であっても加工オーステナイトが維持される。但し、仕上げ温度が、熱延板のT1超である場合には、次いで、T1超の前記熱延板を、3sec以内に200℃/sec以上の冷却速度で250℃以下まで冷却する冷却工程を設ける必要がある。当該冷却工程を設けることにより、得られる電磁鋼板の鉄損を低減することができる。3sec以内に冷却することにより、オーステナイトの再結晶を抑制して、熱延板のひずみを維持することができる。 In the present invention, since a steel sheet containing 2.5% by mass or more of Mn is used, the moving speed of the grain boundaries is extremely slow, and in the finish rolling in the hot rolling process, the finishing temperature is set to that of the hot rolled sheet. Even if it exceeds T1, the processed austenite is maintained. However, if the finishing temperature is above T1 of the hot-rolled plate, then a cooling step of cooling the hot-rolled plate over T1 to 250 ° C. or less at a cooling rate of 200 ° C./sec or more within 3 seconds is performed. Need to be provided. By providing the cooling step, the iron loss of the obtained electromagnetic steel sheet can be reduced. By cooling within 3 seconds, recrystallization of austenite can be suppressed and the strain of the hot-rolled plate can be maintained.

また、前記熱間圧延工程における仕上圧延において、仕上げ温度が、熱延板のT1−50℃以下であることにより、前記冷却工程を設けなくても、得られる電磁鋼板の鉄損を低減することができる。 Further, in the finish rolling in the hot rolling step, the finishing temperature is T1-50 ° C. or lower of the hot-rolled sheet, so that the iron loss of the obtained electromagnetic steel sheet can be reduced even if the cooling step is not provided. Can be done.

(5)熱延板の集合組織
また、前記仕上圧延後の熱延板の鋼板表層の集合組織は、{110}<223>のX線ランダム強度比が3以上であり、{332}<243>が0.5以下であり、{112}<111>が2以上であり{223}<122>が1以下であり、仕上圧延後の熱延板の1/2t位置における{100}<011>のX線ランダム強度比が{311}<011>のX線ランダム強度比より小さいという特徴を有することが好ましい。{332}<243>が0.5以下、かつ、{223}<122>が1以下である熱延板は、歪が蓄積されており、冷延および焼鈍後に{100}<011>が十分に発達するため、本発明に係る電磁鋼板を製造しやすい。
(5) Assembled structure of hot-rolled sheet The texture of the steel plate surface layer of the hot-rolled sheet after finish rolling has an X-ray random intensity ratio of {110} <223> of 3 or more, and {332} <243. > Is 0.5 or less, {112} <111> is 2 or more, {223} <122> is 1 or less, and {100} <011 at the 1 / 2t position of the hot-rolled sheet after finish rolling. > Is preferably smaller than the X-ray random intensity ratio of {311} <011>. Strain is accumulated in the hot-rolled sheet in which {332} <243> is 0.5 or less and {223} <122> is 1 or less, and {100} <011> is sufficient after cold rolling and annealing. Therefore, it is easy to manufacture the electromagnetic steel sheet according to the present invention.

(熱延板焼鈍工程)
本発明において、冷延焼鈍後に{100}<011>のX線ランダム強度比が50以上の電磁鋼板を製造するには、前記熱間圧延工程と、後述する冷間圧延工程との間に焼鈍工程を有しないことが好ましい。即ち、従来一般に行われる熱延板焼鈍を実施しないことで熱延板の再結晶を抑制し、上記(1)〜(5)の特徴を強く発現させることが可能となる。
(Hot rolled plate annealing process)
In the present invention, in order to produce an electromagnetic steel sheet having an X-ray random intensity ratio of {100} <011> of 50 or more after cold rolling annealing, annealing is performed between the hot rolling step and the cold rolling step described later. It is preferable not to have a step. That is, it is possible to suppress the recrystallization of the hot-rolled plate and strongly express the above-mentioned characteristics (1) to (5) by not performing the conventional hot-rolled plate annealing.

(冷間圧延工程)
冷間圧延工程は、特に限定されず、従来公知の電磁鋼板の製造方法における冷間圧延工程を適宜採用することができる。例えば、リバース圧延方式、タンデム圧延方式等、いずれの圧延方式を用いてもよい。本発明においては、冷間圧下率を88%以上とすることが、得られる電磁鋼板の{100}<011>成分が増加し、高い磁束密度かつ高周波領域で低鉄損であり、さらに高強度となる電磁鋼板が得られる点から好ましく、延圧下率を90%以上であることがより好ましい。
(Cold rolling process)
The cold rolling step is not particularly limited, and the cold rolling step in the conventionally known method for manufacturing electrical steel sheets can be appropriately adopted. For example, any rolling method such as a reverse rolling method or a tandem rolling method may be used. In the present invention, setting the cold reduction ratio to 88% or more increases the {100} <011> component of the obtained electrical steel sheet, has a high magnetic flux density, low iron loss in a high frequency region, and further high strength. It is preferable from the viewpoint that an electromagnetic steel sheet can be obtained, and the total reduction ratio is more preferably 90% or more.

(仕上焼鈍工程)
冷間圧延工程に行われる仕上焼鈍工程は、特に限定されないが、鋼板内の{100}<011>成分を維持する点から、400℃から750℃までの平均加熱速度:5℃/s以上、最高到達温度:750℃以上1000℃未満、且つ、T1以下で、750℃以上での保持時間:20秒以上150秒以下とする。
上述のように、仕上焼鈍温度の最高到達温度が、750℃未満では再結晶および粒成長が遅く、低鉄損を得るために要する時間が長時間となる。最高到達温度が1000℃以上では、結晶粒径を適切な範囲(80μm以下)に制御することが困難となり、十分な疲労強度を得ることができない。
加えて、α−γ変態系の鋼板ではT1を超えると、α−γ変態が起こり、集合組織がランダム化してしまうため、{100}<011>方位への集積が低下する。さらに、最高到達温度をT1以下とすることは、その後に徐加熱による追加熱処理を、行い粒成長をさせた際の磁気特性劣化の回避効果を得ることができる結晶方位の残存についても有利となる。
従って、母鋼板のT1が1000℃以上である場合には、最高到達温度を750℃以上1000℃未満とすれば、必然的に{100}<011>のX線ランダム強度比が50以上とすることが可能となるが、母鋼板のT1が1000℃未満である場合には、最高到達温度を750℃以上T1以下とすると、{100}<011>のX線ランダム強度比を50以上とするために好ましい。
上記の製造方法によれば、平均結晶粒径が60μm以上80μm以下で、鋼板の板厚1/2厚位置における{100}<011>方位の対ランダム強度比が50以上である電磁鋼板を好適に製造することができる。
(Finishing annealing process)
The finish annealing step performed in the cold rolling step is not particularly limited, but from the viewpoint of maintaining the {100} <011> component in the steel sheet, the average heating rate from 400 ° C. to 750 ° C.: 5 ° C./s or more. Maximum reached temperature: 750 ° C. or higher and lower than 1000 ° C., and T1 or lower, holding time at 750 ° C. or higher: 20 seconds or longer and 150 seconds or lower.
As described above, when the maximum temperature at which the finish annealing temperature is reached is less than 750 ° C., recrystallization and grain growth are slow, and the time required to obtain low iron loss becomes long. When the maximum temperature reached is 1000 ° C. or higher, it becomes difficult to control the crystal grain size within an appropriate range (80 μm or less), and sufficient fatigue strength cannot be obtained.
In addition, in the α-γ transformation type steel sheet, when T1 is exceeded, α-γ transformation occurs and the texture is randomized, so that the accumulation in the {100} <011> orientation is reduced. Further, setting the maximum temperature reached to T1 or less is also advantageous for the residual crystal orientation that can obtain the effect of avoiding deterioration of magnetic properties when grain growth is performed by performing additional heat treatment by slow heating thereafter. ..
Therefore, when T1 of the mother steel sheet is 1000 ° C. or higher, if the maximum temperature reached is 750 ° C. or higher and lower than 1000 ° C., the X-ray random intensity ratio of {100} <011> is inevitably 50 or higher. However, when T1 of the mother steel sheet is less than 1000 ° C., if the maximum temperature reached is 750 ° C. or higher and T1 or lower, the X-ray random intensity ratio of {100} <011> is 50 or higher. It is preferable for this.
According to the above manufacturing method, an electromagnetic steel sheet having an average crystal grain size of 60 μm or more and 80 μm or less and a ratio of {100} <011> orientation to random strength at a position of 1/2 thickness of the steel sheet is suitable. Can be manufactured in.

上記の電磁鋼板の製造方法によれば、Mnを特定量含有するインゴットを用い、仕上焼鈍工程において、従来よりも加熱速度が高く、且つ従来よりもやや低温の条件で熱処理することにより、鋼板の板厚1/2厚位置における{100}<011>方位の対ランダム強度比が50以上であり、疲労強度に優れ、低鉄損で、歪取り焼鈍時における磁束密度の低下が抑制された電磁鋼板を得ることができる。 According to the above-mentioned method for manufacturing an electromagnetic steel sheet, an ingot containing a specific amount of Mn is used, and in the finishing annealing step, the steel sheet is heat-treated under conditions of a higher heating rate than the conventional one and a slightly lower temperature than the conventional one. Electromagnetic steel with a {100} <011> orientation to random strength ratio of 50 or more at the plate thickness 1/2 thickness position, excellent fatigue strength, low iron loss, and suppression of decrease in magnetic flux density during strain removal annealing. A steel plate can be obtained.

[モータコアの製造方法]
本発明に係るモータコアの製造方法は、後述するロータ用モータコアと、後述するステータ用モータコアを有するモータコアの製造方法であって、
前記ロータ用モータコアの鋼板ブランクと、前記ステータ用モータコアの鋼板ブランクが、前記本発明に係る電磁鋼板から打ち抜かれることを特徴とする。
[Manufacturing method of motor core]
The method for manufacturing a motor core according to the present invention is a method for manufacturing a motor core having a rotor motor core described later and a stator motor core described later.
The steel plate blank of the motor core for the rotor and the steel plate blank of the motor core for the stator are punched from the electromagnetic steel plate according to the present invention.

本発明のモータコアの製造方法はロータ用モータコアの鋼板ブランクと、ステータ用モータコアの鋼板ブランクを、同一の電磁鋼板から打ち抜いて用いることができるため生産性に優れている。 The method for manufacturing a motor core of the present invention is excellent in productivity because a steel plate blank of a motor core for a rotor and a steel plate blank of a motor core for a stator can be punched out from the same electromagnetic steel plate.

本発明に係るモータコアの製造方法を、図1を参照して説明する。図1は、モータコアの製造方法の一例を示す、模式的な概略工程図である。
図1中の(A)は、1枚の電磁鋼板1から、ロータ用モータコアの鋼板ブランク2’、及びステータ用モータコアの鋼板ブランク3’を打ち抜く工程である。
打ち抜き方法は特に限定されず、従来公知のいずれの方法を採用してもよい。
A method for manufacturing a motor core according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic schematic process diagram showing an example of a method for manufacturing a motor core.
(A) in FIG. 1 is a step of punching a steel plate blank 2'of a motor core for a rotor and a steel plate blank 3'of a motor core for a stator from one electromagnetic steel plate 1.
The punching method is not particularly limited, and any conventionally known method may be adopted.

打ち抜かれたロータ用鋼板ブランク2を積層することにより、ロータ用モータコアを得ることができる。
即ち、本発明のロータ用モータコアは、前記本発明に係る電磁鋼板が積層されてなることを特徴とする。
また、本発明のロータ用モータコアの製造方法は、前記本発明に係る電磁鋼板を、打ち抜き加工することにより、鋼板ブランクを得る工程(I)と、
前記鋼板ブランクを積層する工程(II)とを有する。
By laminating the punched steel sheet blanks 2 for the rotor, a motor core for the rotor can be obtained.
That is, the rotor motor core of the present invention is characterized in that the electromagnetic steel sheets according to the present invention are laminated.
Further, the method for manufacturing a motor core for a rotor of the present invention includes a step (I) of obtaining a steel sheet blank by punching the electromagnetic steel sheet according to the present invention.
It has a step (II) of laminating the steel sheet blanks.

ロータ用モータコアの鋼板ブランク2を積層する方法は、特に限定されず、従来公知のいずれの方法を採用してもよい。また、鋼板ブランク2の積層体は、当該鋼板ブランク2を積層する際に、公知の接着剤等を塗布して形成された接着剤層等を有していてもよい。 The method of laminating the steel plate blanks 2 of the rotor motor core is not particularly limited, and any conventionally known method may be adopted. Further, the laminated body of the steel plate blank 2 may have an adhesive layer or the like formed by applying a known adhesive or the like when laminating the steel plate blank 2.

本発明のロータ用モータコアは、前記本発明に係る電磁鋼板を用いて製造されているため、疲労強度に優れ、低鉄損で、且つ高磁束密度である。
本発明のロータ用モータコアの製造方法において、打ち抜き加工方法、及び積層方法は、従来公知の方法を適宜採用することができる。ロータ用モータコアは、高疲労強度とする観点から、歪取り焼鈍を行わないことが好ましい。
Since the motor core for a rotor of the present invention is manufactured by using the electromagnetic steel plate according to the present invention, it has excellent fatigue strength, low iron loss, and high magnetic flux density.
In the method for manufacturing a motor core for a rotor of the present invention, conventionally known methods can be appropriately adopted as the punching method and the laminating method. From the viewpoint of high fatigue strength, it is preferable that the rotor motor core is not strain-removed and annealed.

また、打ち抜かれたステータ用モータコアの鋼板ブランク3を積層後に特定条件で熱処理するか、又は、特定条件で熱処理した後に積層することにより、特定のステータ用モータコアを得ることができる。 Further, a specific stator motor core can be obtained by laminating the punched steel plate blank 3 of the stator motor core under specific conditions after laminating, or by laminating after heat treatment under specific conditions.

即ち、本発明に係るステータ用モータコアの製造方法は、前記本発明に係る電磁鋼板を、打ち抜き加工することにより鋼板ブランクを得る工程(I’)と、
前記鋼板ブランクを積層する工程(II’)とを有し、
前記工程(I’)の後、且つ、前記工程(II’)の前又は後に、前記鋼板ブランクを、加熱速度が100℃/h以下、最高到達温度が750℃〜850℃、750℃以上での保持時間が0.5時間以上100時間以下の条件で熱処理を行うことにより、前記鋼板の平均結晶粒径を80μm超150μm以下とする工程(III’)を有することを特徴とする。
That is, the method for manufacturing a motor core for a stator according to the present invention includes a step (I') of obtaining a steel sheet blank by punching the electromagnetic steel sheet according to the present invention.
It has a step (II') of laminating the steel sheet blanks.
After the step (I') and before or after the step (II'), the steel sheet blank is heated at a heating rate of 100 ° C./h or less and a maximum reaching temperature of 750 ° C. to 850 ° C., 750 ° C. or higher. It is characterized by having a step (III') of making the average crystal grain size of the steel sheet more than 80 μm and 150 μm or less by performing the heat treatment under the condition that the holding time of the steel sheet is 0.5 hours or more and 100 hours or less.

本発明のステータ用モータコアの製造方法においては、上記熱処理条件により、前記本発明に係る電磁鋼板の平均結晶粒径を変化させている。上記の熱処理条件において重要なのは、前記本発明の電磁鋼板の製造方法における仕上焼鈍工程の熱処理条件とは異なり、昇温速度を100℃/h以下と遅くすることである。これは、前述した本発明効果を得るための基本的なメカニズムとも言える、粒成長に伴う磁気特性劣化の回避効果につながる結晶方位の優先成長性を得るためである。この加熱を急速に加熱としてしまうと、特定の好ましい方位の優先成長性が失われ本発明効果を得ることが困難となる。好ましくは80℃/h以下、さらに好ましくは60℃/s以下、さらに好ましくは40℃/s以下である。
鋼成分や熱延条件などにもよるが、最高到達温度および750℃以上での保持時間は、適切な結晶粒径を得るための目途となるものである。最高到達温度が750℃未満、または750℃以上での保持時間が0.5時間未満では、結晶粒成長がほとんど起きず、発明効果を十分に得ることができず、ステータ用モータコアとして必要な磁気特性、特に鉄損を得ることが困難となる。最高到達温度が850℃超、または750℃以上での保持時間が100時間超では、結晶粒成長が過度になり、磁束密度が低下するとともに、鉄損も大きくなってしまう。
本発明のステータ用モータコアの製造方法においては、鋼板ブランクを、加熱速度:100℃/h以下、最高到達温度:750℃〜850℃、750℃以上での保持時間:0.5時間以上100時間以下とする熱処理を行うことにより、結晶の方位を変えることなく、平均結晶粒径を80μm超150μm以下とすることができる。
本発明のステータ用モータコアの製造方法において、打ち抜き加工方法、及び積層方法は、従来公知の方法を適宜採用することができる。ステータ用モータコアは、低鉄損化の観点から、歪取り焼鈍(上記工程(III’))を、前記工程(I’)の後、且つ、前記工程(II’)の前又は後に行う。上記工程(III’)により平均結晶粒径が、80μm超150μm以下となるため、低鉄損化が図られる一方、前記本発明に係る電磁鋼板を用いているため、当該工程(III’)による加熱後においても高磁束密度が維持され、優れたステータ用モータコアが得られる。
In the method for manufacturing a motor core for a stator of the present invention, the average crystal grain size of the electromagnetic steel sheet according to the present invention is changed according to the above heat treatment conditions. What is important in the above heat treatment conditions is to slow down the heating rate to 100 ° C./h or less, unlike the heat treatment conditions in the finish annealing step in the method for manufacturing electrical steel sheets of the present invention. This is to obtain the preferential growth property of the crystal orientation which leads to the effect of avoiding the deterioration of the magnetic properties due to the grain growth, which can be said to be the basic mechanism for obtaining the above-mentioned effect of the present invention. If this heating is rapidly changed, the preferential growth property in a specific preferable direction is lost, and it becomes difficult to obtain the effect of the present invention. It is preferably 80 ° C./h or less, more preferably 60 ° C./s or less, still more preferably 40 ° C./s or less.
Although it depends on the steel composition and hot rolling conditions, the maximum temperature reached and the holding time at 750 ° C. or higher are the targets for obtaining an appropriate crystal grain size. If the maximum temperature reached is less than 750 ° C. or the holding time at 750 ° C. or higher is less than 0.5 hours, crystal grain growth hardly occurs, the effect of the invention cannot be sufficiently obtained, and the magnetism required as a motor core for a stator is not obtained. It becomes difficult to obtain characteristics, especially iron loss. If the maximum temperature reached exceeds 850 ° C. or the holding time at 750 ° C. or higher exceeds 100 hours, the crystal grain growth becomes excessive, the magnetic flux density decreases, and the iron loss also increases.
In the method for manufacturing a motor core for a stator of the present invention, a steel sheet blank is held at a heating rate of 100 ° C./h or less, a maximum temperature reached: 750 ° C. to 850 ° C., and a holding time of 750 ° C. or higher: 0.5 hours or more and 100 hours. By performing the following heat treatment, the average crystal grain size can be set to more than 80 μm and 150 μm or less without changing the crystal orientation.
In the method for manufacturing a motor core for a stator of the present invention, conventionally known methods can be appropriately adopted as the punching method and the laminating method. From the viewpoint of reducing iron loss, the stator motor core is subjected to strain removing annealing (step (III')) after the step (I') and before or after the step (II'). Since the average crystal grain size is more than 80 μm and 150 μm or less by the above step (III'), low iron loss can be achieved, while the electromagnetic steel sheet according to the present invention is used, so that the step (III') is used. A high magnetic flux density is maintained even after heating, and an excellent motor core for a stator can be obtained.

本発明に係るステータ用モータコアは、Siを2.0質量%以上4.5質量%以下、Mnを2.5質量%以上5.0%質量以下、更に、Ca、Mg、Ce、Ti、Ba、及びBeより選択される1種以上の元素を合計で0.0001質量%以上0.1質量%以下含有し、Alが0.03質量%未満、Cが0.002質量%未満、Sが0.002質量%未満であり、Feを主成分とする鋼板であって、平均結晶粒径が80μm超150μm以下である電磁鋼板が積層されてなることを特徴とする。 The stator motor core according to the present invention contains Si in an amount of 2.0% by mass or more and 4.5% by mass or less, Mn in an amount of 2.5% by mass or more and 5.0% by mass or less, and further Ca, Mg, Ce, Ti, Ba. , And one or more elements selected from Be in total containing 0.0001% by mass or more and 0.1% by mass or less, Al is less than 0.03% by mass, C is less than 0.002% by mass, and S is. It is a steel plate containing less than 0.002% by mass and containing Fe as a main component, and is characterized in that electromagnetic steel plates having an average crystal grain size of more than 80 μm and 150 μm or less are laminated.

本発明のステータ用モータコアは、前記本発明に係る電磁鋼板を用いて、前記本発明に係るステータ用モータコアの製造方法により製造されているため、低鉄損で、且つ高磁束密度である。 Since the motor core for a stator of the present invention is manufactured by the method for manufacturing a motor core for a stator according to the present invention using the electromagnetic steel plate according to the present invention, it has a low iron loss and a high magnetic flux density.

また、本発明のステータ用モータコアは、前記鋼板(即ち素材となる歪取り焼鈍後の電磁鋼板)が、酸化物を有し、当該酸化物の平均組成が、Siを15質量%以上70質量%以下、Mnを20質量%以上60質量%以下含有することが好ましく、当該酸化物の平均径が250nm以上であることがより好ましく、更に、当該酸化物の鋼板中の数密度が2.0×10〜1.2×10個/mmであることがより好ましい。このようなステータ用モータコアによればより高磁束密度化を達成することができる。このような好ましいステータ用モータコアは、前記本発明の電磁鋼板(即ち、歪取り焼鈍前の鋼板)が酸化物を有し、当該酸化物の平均組成が、Siを15質量%以上70質量%以下、Mnを20質量%以上60質量%以下含有するもの、更に、当該酸化物の平均径が250nm以上であるもの、更に、当該酸化物の鋼板中の数密度が2.0×10〜1.2×10個/mmであるものを選択して用いることにより、製造することができる。 Further, in the stator motor core of the present invention, the steel plate (that is, the electromagnetic steel plate after strain removal and annealing as a material) has an oxide, and the average composition of the oxide is 15% by mass or more and 70% by mass of Si. Hereinafter, it is preferable that Mn is contained in an amount of 20% by mass or more and 60% by mass or less, the average diameter of the oxide is more preferably 250 nm or more, and the number density of the oxide in the steel plate is 2.0 ×. More preferably, it is 10 4 to 1.2 × 10 5 pieces / mm 2. According to such a motor core for a stator, a higher magnetic flux density can be achieved. In such a preferable motor core for a stator, the electromagnetic steel plate of the present invention (that is, the steel plate before strain relief annealing) has an oxide, and the average composition of the oxide is 15% by mass or more and 70% by mass or less of Si. , those containing Mn 20 wt% to 60 wt% or less, further, the an average diameter of the oxide is 250nm or more, further, the number density of 2.0 × 10 4 to 1 in the steel sheet of the oxide It can be manufactured by selecting and using a product having a size of .2 × 10 5 pieces / mm 2.

以下で説明する実施例での条件は、本発明の実施可能性および効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明はこの一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。 The conditions in the examples described below are one-condition examples adopted for confirming the feasibility and effect of the present invention, and the present invention is not limited to this one-condition example. The present invention can adopt various conditions as long as the gist of the present invention is not deviated and the object of the present invention is achieved.

(実施例:電磁鋼板の製造)
真空溶解炉で表1の鋼種A〜に示す成分組成に調整したインゴットをそれぞれ鋳造した。これらのインゴットを表2の製造条件に基づいてそれぞれ電磁鋼板とした。具体的には、1150℃に加熱したスラブを表2に記載の仕上げ圧延温度で熱間圧延し、熱間圧延の最終パスを出てから冷却開始までの時間を3sec以内とし、冷却速度を200℃/sec以上として250℃以下まで冷却し、630℃で巻取り、表2に示されるように、それぞれ、厚さ2.3〜3.0mmの熱延板を得た。
このようにして得られた熱延板に熱延板焼鈍をせずに、冷間圧延を行い、厚さ0.2〜0.3mmの冷延板とした。次いで窒素雰囲気で表2に示される温度及び保持時間で仕上焼鈍を行った。
(Example: Manufacturing of electrical steel sheet)
Ingots adjusted to the composition shown in the steel grades A to L in Table 1 were cast in a vacuum melting furnace. Each of these ingots was made into an electromagnetic steel sheet based on the manufacturing conditions in Table 2. Specifically, the slab heated to 1150 ° C. is hot-rolled at the finish rolling temperature shown in Table 2, the time from the final pass of the hot-rolling to the start of cooling is set to 3 seconds or less, and the cooling rate is 200. The mixture was cooled to 250 ° C. or lower at ° C./sec or higher and wound at 630 ° C. to obtain hot-rolled plates having a thickness of 2.3 to 3.0 mm, respectively, as shown in Table 2.
The hot-rolled plate thus obtained was cold-rolled without annealing to obtain a cold-rolled plate having a thickness of 0.2 to 0.3 mm. Next, finish annealing was performed in a nitrogen atmosphere at the temperature and holding time shown in Table 2.

Figure 0006891682
Figure 0006891682

実施例における評価特性は以下の方法により求めた。
未再結晶率および未再結晶領域径は鋼板の圧延方向断面(ND−RD断面)を研磨、エッチングして、EBSD(Electron Back Scatter Diffraction Patterns)観察により求めた。
疲労強度についてはJIS Z2273に記載の試験方法に準拠した引張疲労試験により評価した。
磁気特性はJIS C 2556に記載の電磁鋼板単板磁気特性試験方法に準拠してSST(Single Sheet Tester)を用いて、5000A/mの磁化力に対する磁束密度B50を求めた。この時、測定周波数は50Hzとする。SST用の試験片は圧延方向に対して45°方向に採取した。
結果を表2−1、表2−2、表3−1及び表3−2に示す。
The evaluation characteristics in the examples were determined by the following method.
The unrecrystallized ratio and the unrecrystallized region diameter were determined by polishing and etching the rolling direction cross section (ND-RD cross section) of the steel sheet and observing EBSD (Electron Backscatter Diffraction Patterns).
Fatigue strength was evaluated by a tensile fatigue test based on the test method described in JIS Z2273.
As for the magnetic characteristics, the magnetic flux density B 50 for a magnetization force of 5000 A / m was determined using SST (Single Sheet Tester) in accordance with the magnetic steel veneer single plate magnetic characteristics test method described in JIS C 2556. At this time, the measurement frequency is set to 50 Hz. The test piece for SST was taken in the direction of 45 ° with respect to the rolling direction.
The results are shown in Table 2-1 and 2-2, Table 3-1 and Table 3-2.

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表1に示すように、鋼種E、F、G、H、J、及びLは、Siを2.0質量%以上4.5質量%以下、Mnを2.5質量%以上5.0%質量以下、更に、Ca、Mg、Ce、Ti、Ba、及びBeより選択される1種以上の元素を合計で0.0001質量%以上0.1質量%以下含有し、Alが0.03質量%未満、Cが0.002質量%未満、Sが0.002質量%未満という組成条件(以下、組成Aと称することがある。)を満たさない。
鋼種E、F、G、H、J、及びLをスラブとして用いて表2−1の方法で製造した試験No.5、6、7、8、10、及び12の無方向性電磁鋼板では、表3−1に示すように、750℃90分の加熱によりB50が低下し、BB/BAが0.950以下となることが明らかとなった。
これらに対して、表1に示すように、鋼種A、B、C、D、I、及びKは、組成Aを満たす。
鋼種A、B、C、D、I、及びKをスラブとして用いて表2−1の方法で製造した試験No.1、2、3、4、9、及び11の無方向性電磁鋼板では、表3−1に示すように、750℃90分の加熱によりB50の低下が抑制され、BB/BAが0.988以上となることが明らかとなった。
As shown in Table 1, in the steel types E, F, G, H, J, and L, Si is 2.0% by mass or more and 4.5% by mass or less, and Mn is 2.5% by mass or more and 5.0% by mass. Hereinafter, further, one or more elements selected from Ca, Mg, Ce, Ti, Ba, and Be are contained in a total of 0.0001% by mass or more and 0.1% by mass or less, and Al is 0.03% by mass. It does not satisfy the composition conditions of less than, C is less than 0.002% by mass, and S is less than 0.002% by mass (hereinafter, may be referred to as composition A).
Test No. 2 produced by the method shown in Table 2-1 using steel types E, F, G, H, J, and L as slabs. In the non-oriented electrical steel sheets 5, 6, 7, 8, 10, and 12, as shown in Table 3-1 the B50 was lowered by heating at 750 ° C. for 90 minutes, and the BB / BA was 0.950 or less. It became clear that it would be.
On the other hand, as shown in Table 1, the steel types A, B, C, D, I, and K satisfy the composition A.
Test No. 2 produced by the method shown in Table 2-1 using steel types A, B, C, D, I, and K as slabs. In the non-oriented electrical steel sheets 1, 2, 3, 4, 9, and 11, as shown in Table 3-1 the decrease in B50 was suppressed by heating at 750 ° C. for 90 minutes, and the BB / BA was 0.988. It became clear that the above was achieved.

次に、仕上焼鈍工程注目すると、組成Aを満たす鋼種をスラブとして使用した場合であっても、仕上焼鈍温度が750℃未満である試験No.13、25では、平均結晶粒径を60μm以上とすることができないため、同一の組成を有する他の鋼板と比較して鉄損が悪化していた。
また、組成Aを満たす鋼種をスラブとして使用し、仕上焼鈍温度が850℃とした場合であっても、850℃での保持時間が15秒と短い試験No.31では、平均結晶粒径を60μm以上とすることができないため、同一の組成を有する他の鋼板と比較して鉄損が悪化していた。
また、同様に組成Aを満たす鋼種をスラブとして使用した場合であっても、仕上焼鈍温度が1000℃以上である試験No.16、40では、平均結晶粒径80μm以上となり、同一の組成を有する他の鋼板と比較して疲労特性が悪化していた。
また、組成Aを満たす鋼種をスラブとして使用し、仕上焼鈍温度が850℃とした場合であっても、850℃での保持時間が200と長い試験No.34、昇温速度が2℃/sと遅い試験No.23、及び32では、平均結晶粒径80μm以上となり、同一の組成を有する他の鋼板と比較して疲労特性が悪化していた。
これらに対して、組成Aを満たす鋼種をスラブとして使用し、加熱速度5℃/s以上、最高到達温度750℃以上1000℃未満、750℃以上での保持時間が45秒以上150秒以下である加熱条件(以下、加熱条件Aと称することがある。)で仕上焼鈍した、試験No.14、15、17〜22、24、26〜30、33、35〜39、41及び42では、平均結晶粒径60〜80μmとなり、鉄損、疲労特性、BB/BAが0.95以上と優れていた。
Next, paying attention to the finish annealing step , even when a steel grade satisfying the composition A is used as the slab, the finish annealing temperature is less than 750 ° C. In 13 and 25, since the average crystal grain size could not be 60 μm or more, the iron loss was worse than that of other steel sheets having the same composition.
Further, even when a steel grade satisfying the composition A is used as a slab and the finishing annealing temperature is 850 ° C., the holding time at 850 ° C. is as short as 15 seconds. In No. 31, since the average crystal grain size could not be 60 μm or more, the iron loss was worsened as compared with other steel sheets having the same composition.
Similarly, even when a steel grade satisfying the composition A is used as the slab, the test No. 1 in which the finish annealing temperature is 1000 ° C. or higher. In 16 and 40, the average crystal grain size was 80 μm or more, and the fatigue characteristics were deteriorated as compared with other steel sheets having the same composition.
Further, even when a steel grade satisfying the composition A is used as a slab and the finishing annealing temperature is 850 ° C., the holding time at 850 ° C. is as long as 200 seconds. 34. Test No. with a slow temperature rise rate of 2 ° C / s. In 23 and 32, the average crystal grain size was 80 μm or more, and the fatigue characteristics were deteriorated as compared with other steel sheets having the same composition.
On the other hand, a steel grade satisfying the composition A is used as a slab, and the holding time at a heating rate of 5 ° C./s or more, a maximum reaching temperature of 750 ° C. or more and less than 1000 ° C., and a holding time of 750 ° C. or more is 45 seconds or more and 150 seconds or less. Test No. 1 which was finished and annealed under heating conditions (hereinafter, may be referred to as heating condition A). At 14, 15, 17-22, 24, 26-30, 33, 35-39, 41 and 42, the average crystal grain size was 60-80 μm, and iron loss, fatigue characteristics, and BB / BA were 0.95 or more. It was excellent.

組成Aを満たす鋼種をスラブとして使用し、加熱条件Aを満たす場合には、連続鋳造の冷速が0.1〜30℃/sの範囲であると、鋼板中の酸化物の組成において、Siを15質量%以上70質量%以下、Mnを20質量%以上60質量%以下含有とすることが可能になるため、BB/BAが0.97以上となることが明らかとなった。
さらに、組成Aを満たす鋼種をスラブとして使用し、加熱条件Aを満たす場合には、連続鋳造の冷速が0.2〜20℃/sの範囲であると、鋼板中の酸化物の平均径を250nm以上とすることが可能になるため、BB/BAが0.98以上となることが明らかとなった。
When a steel grade satisfying the composition A is used as the slab and the heating condition A is satisfied, if the cold speed of continuous casting is in the range of 0.1 to 30 ° C./s, the composition of the oxide in the steel sheet is Si. It is possible to contain Mn in an amount of 15% by mass or more and 70% by mass or less and Mn in an amount of 20% by mass or more and 60% by mass or less. Therefore, it has been clarified that BB / BA is 0.97 or more.
Further, when a steel grade satisfying the composition A is used as the slab and the heating condition A is satisfied, the average diameter of oxides in the steel sheet is average when the cold speed of continuous casting is in the range of 0.2 to 20 ° C./s. It has been clarified that the BB / BA is 0.98 or more because it is possible to set the value to 250 nm or more.

1 電磁鋼板
2、2’ ロータ用鋼板ブランク
3、3’ ステータ用鋼板ブランク
1 Electromagnetic steel sheet 2, 2'Steel steel sheet blank for rotor 3, 3'Steel steel sheet blank for stator

Claims (14)

Siを2.0質量%以上4.5質量%以下、Mnを2.5質量%以上5.0質量%以下、更に、Ca、Mg、Ce、Ti、Ba、及びBeより選択される1種以上の元素を合計で0.0001質量%以上0.10質量%以下Alが0.03質量%未満、Cが0.002質量%未満、Sが0.002質量%未満、残部Fe及び不可避不純物からなる鋼板であって、
平均結晶粒径が、60μm以上80μm以下であり、
当該鋼板が、Si及びMnを含有する酸化物を有し、当該酸化物の平均径が112nm以上であり、鋼板内に含まれる当該酸化物の数密度が、0.3×10 〜6.6×10 個/mm である、電磁鋼板。
Si is 2.0% by mass or more and 4.5% by mass or less, Mn is 2.5% by mass or more and 5.0 % by mass or less, and one kind selected from Ca, Mg, Ce, Ti, Ba, and Be. The total of the above elements is 0.0001% by mass or more and 0.10 % by mass or less , Al is less than 0.03% by mass, C is less than 0.002% by mass, S is less than 0.002% by mass , the balance Fe and unavoidable. A steel plate made of impurities
The average crystal grain size is 60 μm or more and 80 μm or less .
The steel sheet has an oxide containing Si and Mn, the average diameter of the oxide is 112 nm or more, and the number density of the oxide contained in the steel sheet is 0.3 × 10 4 to 6.6 ×. Electromagnetic steel sheet with 10 5 pieces / mm 2.
前記酸化物の平均組成が、Siを15質量%以上70質量%以下、Mnを20質量%以上60質量%以下含有する、請求項1に記載の電磁鋼板。 The electromagnetic steel sheet according to claim 1, wherein the average composition of the oxide contains Si in an amount of 15% by mass or more and 70% by mass or less and Mn in an amount of 20% by mass or more and 60% by mass or less. 前記酸化物の平均径が250nm以上である、請求項2に記載の電磁鋼板。 The electromagnetic steel sheet according to claim 2, wherein the average diameter of the oxide is 250 nm or more. 前記鋼板内に含まれる前記酸化物の数密度が、2.0×10〜1.2×10個/mmである、請求項2又は3に記載の電磁鋼板。 The electromagnetic steel sheet according to claim 2 or 3, wherein the number density of the oxide contained in the steel sheet is 2.0 × 10 4 to 1.2 × 10 5 pieces / mm 2. 加熱速度100℃/h以下、最高到達温度750℃〜850℃、750℃以上での保持時間が0.5時間以上100時間以下の条件で熱処理を実施する前の磁束密度をBA、実施した後の磁束密度をBBとしたときに、
BB/BA≧0.98
であることを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電磁鋼板。
After performing the magnetic flux density before performing the heat treatment under the conditions of a heating rate of 100 ° C./h or less, a maximum reaching temperature of 750 ° C. to 850 ° C., and a holding time of 750 ° C. or more for 0.5 hours or more and 100 hours or less. When the magnetic flux density of
BB / BA ≧ 0.98
The electromagnetic steel sheet according to any one of claims 1 to 4, wherein the electromagnetic steel sheet is characterized by the above.
前記鋼板がα−γ変態系であり、
前記鋼板の板厚1/2厚位置における{100}<011>方位の対ランダム強度比が50以上である、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の電磁鋼板。
The steel sheet is an α-γ transformation system.
The electromagnetic steel sheet according to any one of claims 1 to 5, wherein the ratio of the random strength to the {100} <011> orientation at the position of 1/2 thickness of the steel sheet is 50 or more.
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の電磁鋼板の製造方法であって、
Siを2.0質量%以上4.5質量%以下、Mnを2.5質量%以上5.0質量%以下、更に、Ca、Mg、Ce、Ti、Ba、及びBeより選択される1種以上の元素を合計で0.0001質量%以上0.10質量%以下Alが0.03質量%未満、Cが0.002質量%未満、Sが0.002質量%未満、残部Fe及び不可避不純物からなるインゴットを熱延板とする熱間圧延工程と、前記熱延板を酸洗する工程と、前記熱延板を冷延板とする冷間圧延工程と、前記冷延板の仕上焼鈍工程とを有し、
前記仕上焼鈍工程の加熱条件が、400℃から750℃までの平均加熱速度5℃/s以上、最高到達温度750℃以上1000℃未満、750℃以上での保持時間が45秒以上150秒以下である、電磁鋼板の製造方法。
The method for manufacturing an electromagnetic steel sheet according to any one of claims 1 to 6.
Si is 2.0% by mass or more and 4.5% by mass or less, Mn is 2.5% by mass or more and 5.0 % by mass or less, and one kind selected from Ca, Mg, Ce, Ti, Ba, and Be. The total of the above elements is 0.0001% by mass or more and 0.10 % by mass or less , Al is less than 0.03% by mass, C is less than 0.002% by mass, S is less than 0.002% by mass , the balance Fe and unavoidable. A hot rolling step in which an ingot made of impurities is used as a hot-rolled plate, a step of pickling the hot-rolled plate, a cold rolling step in which the hot-rolled plate is used as a cold-rolled plate, and a finish annealing of the cold-rolled plate. Has a process and
The heating conditions of the finish annealing step are an average heating rate of 5 ° C./s or more from 400 ° C. to 750 ° C., a maximum reaching temperature of 750 ° C. or more and less than 1000 ° C., and a holding time of 45 seconds or more and 150 seconds or less at 750 ° C. or more. There is a manufacturing method of electromagnetic steel plate.
請求項6に記載の電磁鋼板の製造方法であって、
α−γ変態系であり、Siを2.0質量%以上4.5質量%以下、Mnを2.5質量%以上5.0質量%以下、更に、Ca、Mg、Ce、Ti、Ba、及びBeより選択される1種以上の元素を合計で0.0001質量%以上0.10質量%以下Alが0.03質量%未満、Cが0.002質量%未満、Sが0.002質量%未満、残部Fe及び不可避不純物からなるインゴットを熱延板とする熱間圧延工程と、前記熱延板を酸洗する工程と、前記熱延板を冷延板とする冷間圧延工程と、前記冷延板の仕上焼鈍工程とを有し、
前記仕上焼鈍工程の加熱条件が、400℃から750℃までの平均加熱速度5℃/s以上、最高到達温度750℃以上1000℃未満、且つ、前記インゴットをα相単相から加熱する際の熱膨張挙動において直線的な膨張挙動から傾きが小さくなる方向に外れる変曲点と定義される温度T1以下、750℃以上での保持時間が20秒以上150秒以下である、電磁鋼板の製造方法。
The method for manufacturing an electromagnetic steel sheet according to claim 6.
It is an α-γ transformation system, with Si of 2.0% by mass or more and 4.5% by mass or less, Mn of 2.5% by mass or more and 5.0 % by mass or less, and Ca, Mg, Ce, Ti, Ba, In total, one or more elements selected from Be and Be are 0.0001% by mass or more and 0.10 % by mass or less , Al is less than 0.03% by mass, C is less than 0.002% by mass, and S is 0.002. A hot rolling step of using an ingot consisting of less than mass% of Fe and unavoidable impurities as a hot-rolled plate, a step of pickling the hot-rolled plate, and a cold rolling step of using the hot-rolled plate as a cold-rolled plate. The cold-rolled plate has a finishing annealing step.
The heating conditions of the finish annealing step are an average heating rate of 5 ° C./s or more from 400 ° C. to 750 ° C., a maximum ultimate temperature of 750 ° C. or more and less than 1000 ° C., and heat when the ingot is heated from the α phase single phase. A method for manufacturing an electromagnetic steel plate, which has a holding time of 20 seconds or more and 150 seconds or less at a temperature of T1 or less and 750 ° C. or more, which is defined as a turning point deviating from the linear expansion behavior in the expansion behavior in a direction in which the inclination becomes smaller.
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の電磁鋼板が積層されてなる、ロータ用モータコア。 A motor core for a rotor, which is formed by laminating the electromagnetic steel sheets according to any one of claims 1 to 6. 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の電磁鋼板を、打ち抜き加工することにより鋼板ブランクを得る工程(I)と、
前記鋼板ブランクを積層する工程(II)とを有する、ロータ用モータコアの製造方法。
A step (I) of obtaining a steel sheet blank by punching the electromagnetic steel sheet according to any one of claims 1 to 6.
A method for manufacturing a motor core for a rotor, which comprises a step (II) of laminating the steel plate blanks.
Siを2.0質量%以上4.5質量%以下、Mnを2.5質量%以上5.0質量%以下、更に、Ca、Mg、Ce、Ti、Ba、及びBeより選択される1種以上の元素を合計で0.0001質量%以上0.10質量%以下Alが0.03質量%未満、Cが0.002質量%未満、Sが0.002質量%未満、残部Fe及び不可避不純物からなる鋼板であって、平均結晶粒径が80μm超150μm以下であり、当該鋼板が、Si及びMnを含有する酸化物を有し、当該酸化物の平均径が112nm以上であり、鋼板内に含まれる当該酸化物の数密度が、0.3×10 〜6.6×10 個/mm である電磁鋼板が積層されてなる、ステータ用モータコア。 Si is 2.0% by mass or more and 4.5% by mass or less, Mn is 2.5% by mass or more and 5.0 % by mass or less, and one kind selected from Ca, Mg, Ce, Ti, Ba, and Be. The total of the above elements is 0.0001% by mass or more and 0.10 % by mass or less , Al is less than 0.03% by mass, C is less than 0.002% by mass, S is less than 0.002% by mass , the balance Fe and unavoidable. A steel plate made of impurities, the average crystal particle size is more than 80 μm and 150 μm or less, the steel plate has an oxide containing Si and Mn, and the average diameter of the oxide is 112 nm or more. the oxidation the number density contained in the electromagnetic steel sheets are laminated is 0.3 × 10 4 ~6.6 × 10 5 cells / mm 2, motor core stator. 前記酸化物の平均組成が、Siを15質量%以上70質量%以下、Mnを20質量%以上60質量%以下含有する、請求項11に記載のステータ用モータコア。 The motor core for a stator according to claim 11, wherein the average composition of the oxide contains Si in an amount of 15% by mass or more and 70% by mass or less and Mn in an amount of 20% by mass or more and 60% by mass or less. 請求項1乃至のいずれか一項に記載の電磁鋼板を、打ち抜き加工することにより鋼板ブランクを得る工程(I’)と、
前記鋼板ブランクを積層する工程(II’)とを有し、
前記工程(I’)の後、且つ、前記工程(II’)の前又は後に、前記鋼板ブランクを、加熱速度が100℃/h以下、最高到達温度が750℃〜850℃、750℃以上での保持時間が0.5時間以上100時間以下の条件で熱処理を行うことにより、前記鋼板の平均結晶粒径を80μm超150μm以下とする工程(III’)を有する、請求項11又は12に記載のステータ用モータコアの製造方法。
A step (I') of obtaining a steel sheet blank by punching the electromagnetic steel sheet according to any one of claims 1 to 6.
It has a step (II') of laminating the steel sheet blanks.
After the step (I') and before or after the step (II'), the steel sheet blank is heated at a heating rate of 100 ° C./h or less and a maximum reaching temperature of 750 ° C. to 850 ° C., 750 ° C. or higher. 11 or 12 according to claim 11, further comprising a step (III') of adjusting the average crystal grain size of the steel sheet to more than 80 μm and 150 μm or less by performing the heat treatment under the condition that the holding time of the steel sheet is 0.5 hours or more and 100 hours or less. Manufacturing method of motor core for stator.
請求項9に記載のロータ用モータコアと、請求項11又は12に記載のステータ用モータコアを有するモータコアの製造方法であって、
前記ロータ用モータコアの鋼板ブランクと、前記ステータ用モータコアの鋼板ブランクが、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の同一の電磁鋼板から打ち抜かれることを特徴とする、モータコアの製造方法。
A method for manufacturing a motor core having the rotor motor core according to claim 9 and the stator motor core according to claim 11 or 12.
A method for manufacturing a motor core, wherein the steel plate blank of the motor core for a rotor and the steel plate blank of the motor core for a stator are punched from the same electromagnetic steel plate according to any one of claims 1 to 6.
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